寒冷季节封闭式畜禽舍空气的电净化技术及应用

刘滨疆1，李旭英2，施詹莎3

(1.内蒙古农牧业机械化研究所，内蒙古呼和浩特 010020；

2.内蒙古农业大学机电学院，内蒙古呼和浩特 010018；

3.南宁新丰饲料厂，广西南宁 530001)

畜牧业生产在进入寒冷季节后面临着许多难题，例如封闭的畜禽舍带来了空气质量的下降，畜禽舍动物群发性呼吸道疾病频发，尤其是开窗开门造成的冷热应激与恶劣的环境气侯条件更加剧了群发性呼吸道疾病发病的强度，严重影响着畜牧产业的经济效益。自从畜禽舍空气电净化防病防疫技术推广以来，这一问题能够通过这一系统获得解决。下面就这一技术作以详细介绍。

1 畜禽舍空气电净化防病防疫技术与装备 

该技术依靠的是空间电场防病防疫技术理论。该理论指出的空间电场能够净化畜禽舍空气和预防畜禽疾病的依据是：①具有直流电晕放电特点的空间电场可对空气中各成分进行库仑力净化的作用原理；②建立空间电场的高压电极对空气放电产生的高能带电粒子和微量臭氧能对有机恶臭气体进行氧化与分解，而空间电场和高能带电粒子又能抑制恶臭气体的产生；③建立空间电场的高压电极对空气放电产生的高能带电粒子和微量臭氧能对附着在粉尘粒子、飞沫上的病原微生物进行非常有效的杀死灭活的作用原理。能够建立空间电场的技术系统是畜禽舍空气电净化防病防疫系统。 

1.1 系统的组成及使用特点 畜禽舍空气电净化防病防疫系统由控制器、直流高压电源、空间电极系统组成。目前的产品主要综合性能指标如下：静态空气微生物去除率为40%～99.9%，粉尘去除率为99.4%，有害气体去除率大于等于40％，输出电压一般为32～50 KV，输出电流为0.5～5 mA。该系列是高电压小电流的电工类产品，对人畜无直接危害。工作形式呈自动循环间歇工作状态，日耗电很小，最大型的日耗电也不到0.8 KW。该系统的维护极为简单，每月只需清扫1 次绝缘子上的灰尘即可。 

1.2 粉尘的电净化 畜禽舍空气中的粉尘、气溶胶是引起动物呼吸系统问题的主要原因，保持畜禽舍空气清洁是预防动物疾病的基础。畜禽舍空气电净化防病防疫系统净化空气的作用原理同工业用的电除尘器的作用原理相同。在系统开始工作时，空气中的粉尘即刻在直流电晕电场中带有电荷，并且受到该电场对其产生的电场力的作用而做定向运动，在极短的时间内就可吸附于畜禽舍的墙壁和地面上。在系统间歇循环工作期间，动物活动产生的粉尘、飞沫等气溶胶随时都会被净化清除，使畜禽舍空气时时刻刻都保持着清洁状态。 

1.3 恶臭气体的电净化 畜禽舍空气中的有害及恶臭气体主要有NH3、H2S、CO2及酪酸、吲哚、硫醇、粪臭素等，当它们达到一定浓度后就对人和畜禽产生直接毒害作用。电净化系统可设置在畜禽舍上方空间和粪道空间中，上方空间和粪道都装设电极线的畜禽舍空气质量要远远好于只在上方空间装设电极线的畜禽舍。空间电极系统对这些有害及恶臭气体的消除基于两个过程：①直流电晕电场抑制由粪便和空气形成的气—固、气—液界面边界层中的有害及恶臭气体的蒸发和扩散，将NH3、H2S、酪酸、吲哚、硫醇、粪臭素与水蒸气相互作用形成的气溶胶封闭在只有几微米厚度的边界层中。其中对NH3、H2S、吲哚、粪臭素的抑制效率可达到40%～70%；②在畜禽舍上方，空间电极系统放电产生的臭氧和高能荷电粒子可对酪酸、吲哚、硫醇、粪臭素进行分解，分解的产物一般为CO2和H2O，分解的效率为30%～40%。在粪道中的电极系统对以上气体的消除率能达到80%以上。从表面上看，装有该系统的畜禽场舍内的空气质量要远远好于未装该系统的畜禽舍。即使是冬季，进入装有该系统的畜禽舍，也很少有常规畜禽舍的那种刺鼻蜇眼的感觉。有害及恶臭气体的减少可大大地降低畜禽呼吸道疾病发生率，为预防其他疾病奠定了基础。 

1.4 病原微生物的控制 由于畜禽舍空气中存在着大量的粉尘和飞沫形成的气溶胶，各种病原微生物附着其上并生存。在畜禽舍电净化防病防疫系统启动后二三分钟内，畜禽舍内的空气微生物可减少40％以上。试验表明，减少的那部分病原微生物大部分被臭氧和高能带电粒子及有害、恶臭气体消除装置中装有的化学物质杀死和灭活，一小部分沉降于地面和建筑结构物表面上。因此，安装这种系统既可以高效率清除和杀死舍内空气中所含的普通病原菌，又可消除和杀死灰尘、飞沫传播的疫病病原菌，能有效地防止外来的疫病病原菌的入侵，对当前重大疫病的预防有着重大的应用价值。 

2 空间电场中动物生活与产能的变化情况 

空间电场防病防疫技术能够用于畜禽舍动物生活环境的实时控制在于它的有效性和使用安全性。设置在畜禽舍上方空间和粪道空间中的电极系统与地面、墙体、饲养设备之间建立的空间电场具有提高动物产能方面的作用和使用的安全可靠性。 

2.1 提高产能方面的作用 环境因素是畜禽生产性能的主要影响因子。实践已证明，在育雏第1周内持续工作的空间电场防病防疫技术系统能够显著促进后期雏鸡的生长发育。通过空间电场获得的比较洁净卫生的空气能够有效地减少畜禽的呼吸道疾病，良好的环境可促进动物进食量和运动量的增加以及生长加快，这种现象在冬季畜禽舍封闭后表现十分明显。在空间电场防病防疫技术系统正常工作的蛋鸡舍中应用研究表明，蛋鸡的生产性能没有显著变化，但疾病发生率、病死率显著下降。 

2.2 使用的安全性 变化的空间电场可对动物产生电磁辐射。一些资料表明，变化的电场可调节动物细胞之间的Ca2+的输送量和输送方向，间接地调节动物体内的多种激素分泌过程。而大量的资料表明，对白鼠长期施加电场强度不超过40 kv/m的直流电场不会对白鼠的生理活动和血液中的白血球含量产生显著影响，对癌细胞生长也没有促进作用。本系统采用的上方空间电场强度不超过40 kv/m，其1 m处的辐射量与电视机、电脑相当，生活于笼内的鸡以及高床上的猪更会因金属笼的屏蔽而受不到辐射的影响。另外，直流空间电场除去了空气中的粉尘，显著降低了电极放电时产生的臭氧与粉尘结合后对动物呼吸道的毒性，避免了臭氧对动物呼吸道黏膜、眼结膜的损伤，而带有 40 kv直流高压的电极线放电产生的臭氧浓度在电极线下方40 mm的位置上不超过0.06×10-6。因此，使用畜禽舍空气电净化防病防疫技术系统是安全可靠的。 

3 畜禽舍空气电净化防病防疫技术应用 

畜禽舍空气电净化防病防疫技术系统可在各种类型的畜禽舍中使用，即可应用于敞开舍、半封闭舍和全封闭舍。冬、春两季是动物疾病的多发时期，对此间的畜禽舍环境实施调控是1年内获得良好效益的基础，特别是对全封闭畜禽舍的空气质量的控制。很多疾病如慢性呼吸道病、传染性支气管炎、传染性喉气管炎、马立克氏病、真菌病等都显著减少，病死率远远低于未采用空间电场设备的鸡舍。 

3.1 平养鸡舍、矮床猪舍或地面养殖猪舍的应用 畜禽舍空气电净化防病防疫技术系统在这类畜禽舍中只能安装在舍内上方顶部，考虑到系统的安全性，本系统电极系统应保持距地面2.5 m以上的高度处。由于畜禽舍地面的建筑和用具比较复杂，系统建立的空间电场将会受到显著影响而降低作用效果。带畜带禽的平养鸡舍、地面养殖猪舍使用，空气灭菌效率一般为53％以上，粉尘去除率一般为67％以上，NH3去除率一般为36％以上。空间电场对畜禽舍内空气微生物、粉尘、恶臭气体的清除效率受饲养设备、建筑结构影响较大，也就是说，结构物对空间电场的屏蔽可显著降低空间电场的灭菌效率，但空间电场在暴露或平坦的空间灭菌效率则很高。 

3.2 笼养鸡舍、高床猪舍的应用 对于这类畜禽舍，一般安装2 套畜禽舍空气电净化防病防疫技术系统。1套装在舍内上方顶部，用于净化空气中的粉尘、分解恶臭气体和对空气进行灭菌消毒。另1 套装在粪道空间中，直接控制恶臭气体的产生和病原微生物的扩散。这种电净化防病防疫方式在空气净化方面要远远优于平养鸡舍、矮床猪舍或地面养殖猪舍允许的布置方式。带畜带禽的笼养鸡舍使用600型系统后的空气灭菌效率一般为69％以上，NH3/H2S的去除率平均为56％。 

4 畜禽舍空气电净化防病防疫技术装备应用现状 

到目前为止，该系列产品已开始应用在家禽、猪、兔、羊、牛等畜禽舍中，其中，最重要的是被用户用于寒冷季节封闭后的畜禽舍污浊空气的静态净化方面，特别是有害气体和粉尘的消解与净化，而这两个方面的效果恰恰是用户能够通过感官直接感受到的，对于这两方面的效果用户是很满意的。但对空气中的病原微生物数量的变化，用户不能通过感官感觉到，一般需要当地卫生防疫部门出具权威的检测报告。大量的数据表明，在上部空间和粪道均装有空气电净化防病防疫系统的畜禽舍空气中的病原微生物含量最少，其含量是一般畜禽舍的万分之一，甚至百万分之几。畜禽舍空气电净化防病防疫技术是一种全新的畜禽舍空气质量控制技术，作为环境安全型畜禽舍的关键性技术，它将被广泛应用在环境安全型畜禽舍的建设中，同时，因其在空气净化、恶臭气体消除以及灭菌消毒方面显示的优良性能也将大量被用于现有的普通畜禽舍中。