引言(yán):
很(hěn)多研究(jiū)和現實(shí)都證實病毒(dú)的傳播最主要是通過(guò)空氣(qì)傳播進行,而且空氣傳播是造成陰性豬場重新感染的常見原因,因此對空氣(qì)進行有效的過濾是阻隔病毒最有效的方式,多年的臨床應(yīng)用和(hé)研究證實通空氣濾係統可以顯著地切斷病原體在動(dòng)物中空氣傳播途徑,被(bèi)越來越多的規模化豬場所接受(shòu),特別是公豬站與GGP場。
一、空(kōng)氣過濾器定義、分類(lèi)、工作(zuò)方式
空(kōng)氣過濾器(Air Filter)是指空氣過濾裝置,是(shì)通過多(duō)孔過濾材料的作用從氣固(gù)兩相流中捕集(jí)粉塵,並使氣體得以淨(jìng)化的設備,獲(huò)得能夠達到(dào)標準的潔淨空氣,常(cháng)用通風用過濾器是針對空氣中的不同粒徑的粉塵粒子進行捕捉(zhuō)、吸(xī)附,使空氣(qì)質量提高,一般用於潔淨車間、潔淨廠房、實驗室及潔淨室,或者用(yòng)於電子機(jī)械(xiè)通信設備等的防塵,原型是人們為(wéi)保護呼(hū)吸而使用的呼吸保護器。
序號分類功能作用
1初效過濾器去除≥5μm的塵埃(āi)粒子 ,初阻力≤50Pa在空氣(qì)淨化係統中(zhōng)作為預過濾器保護中效和高(gāo)效過濾器和其他配件以延長它們的使用壽命。
2中效(xiào)過濾器去除≥1.0μm的塵埃粒子,
初(chū)阻(zǔ)力≤80Pa在空氣淨化係統中作為中間過濾器 減少(shǎo)高效過濾器的負荷,延長(zhǎng)高效和其他配件的使用壽命。
3亞高效過濾器(qì)去除(chú)≥0.5μm的塵埃粒子,初(chū)阻力≤120Pa在空氣(qì)淨化係(xì)統中作(zuò)中(zhōng)間過濾器 在(zài)低級淨化係統中可做(zuò)終端過濾器使用(yòng)
4高效過濾器去除≥0.3μm的塵埃粒(lì)子(zǐ),
初阻力≤220Pa在(zài)空氣淨化係(xì)統中的(de)終端過濾器 高級別潔淨室中(0.3μm潔淨(jìng)室)必須使用的終端淨化設備
5超高效過濾器去除≥0.1μm的(de)塵埃粒子,初阻力(lì)≤280在空氣淨化係(xì)統中的終端過濾器 高級別潔淨室中(0.1μm潔淨室)必須使用的終(zhōng)端淨化設備。
基本工作方式有五種:
1.攔截效應:當某一粒徑的粒子運動到纖維(wéi)表麵附近時,其(qí)中心線到纖維表麵的距(jù)離(lí)小於微(wēi)粒半徑,灰塵粒(lì)子(zǐ)就會被濾料(liào)纖維攔截而沉積(jī)下來。
2.慣性效應:當微粒質(zhì)量(liàng)較大或速度較(jiào)大時,由(yóu)於慣性而碰(pèng)撞在纖(xiān)維表麵而沉積下來。
3.擴散效應:小粒徑的粒子布朗運(yùn)動較強(qiáng)而容易碰撞到纖維表麵上。
4.重力效應:微粒通過(guò)纖維層時,因(yīn)重力沉降而(ér)沉積在纖維上(shàng)。
5.靜電效應:纖維或粒子(zǐ)都可能帶電荷,產生(shēng)吸引微粒的靜電效應,而(ér)將粒子吸到纖維表(biǎo)麵上
二、如何選擇過濾(lǜ)等級
空氣傳播的主要豬病原的直徑如(rú)下:
Ø 豬流感病毒SIV: 0.080-0.120 um (Olsen等人,2006)
Ø 藍(lán)耳病毒PRRSV: 0.050-0.065 um (Zimmerman等人,2006)
Ø 豬(zhū)圓環病毒PCV2: 0.0017-0.0022 um (Quinn等人,2002)
Ø 支原體:0.3-0.9 um (Quinn等人,2002)
Ø 偽(wěi)狂犬(quǎn):0.15-0.918um (Nauwynck,1997)
可(kě)見,SIV、PRRSV和PCV2應該能夠通(tōng)過HEPA過濾器。不過,攜帶這些病毒的微粒才是更重要的,因為汽霧顆粒的直徑通常都在0.4至0.7微米之間, 0.3至1.0微米總計95%(如下表),同時,小型顆(kē)粒可通過攔截和擴散過程粘著在過濾纖維上。
大氣塵粒徑(0.3μm以上)分布(bù)
粒徑/μm相(xiàng)對頻(pín)率(%)粒(lì)徑/μm相對頻率(lǜ)(%)
0.3461.22
0.4201.51
0.5111.81
0.6112.40.7
0.854.80.3
12
如下圖:初效過濾:MERV 1-MERV 8級, 對0.3-1微米過濾效率幾乎為零(líng) 。中效過濾(lǜ):MERV 9-MERV 16級(jí), 對(duì)0.3-1微米(mǐ)過濾效率 95%以上 ,防護的程(chéng)度決定過濾方式及等級,要(yào)想達到有效阻斷傳播的目的,需使用中效以上的等(děng)級。
三(sān)、空氣(qì)過(guò)濾係(xì)統類(lèi)型
按照過濾(lǜ)比例(lì)分為:
1.部分(fèn)過濾:隻在屋頂的進風(fēng)口安裝了過(guò)濾器,降溫水(shuǐ)簾(lián)不安裝過濾器(qì),也就是在疫病風險大的(de)秋、冬季使用,風險(xiǎn)相對小的春、夏季(jì)不使用,每年當中大約有6-8個月的時間是得不到過濾的,這樣成本很低,但風險(xiǎn)大(dà)。
2.100%過濾(lǜ):一種情(qíng)況是夏季采用縱向通風的豬舍,需要同時在降溫水簾(lián)和屋(wū)頂進氣口前加裝過濾器(qì)陣列(liè)以實現100%過濾,這肯定會增加建設成本。另一種情況是豬(zhū)舍全年都(dōu)通過屋頂進風口通風。這種情況下(xià)可以額外再開一排(pái)進風口,這些額外的進風口同樣可以在夏季高溫情況下作為通風係統的補充。當外界(jiè)溫度高(gāo)於27°C時,可以將這些通風口打開(kāi),溫度低於27°C時就將其(qí)關閉。這種方案成本低,可應付全年大部分的感染風險,是一種可行(háng)方案。但這種方案用在高風險或夏季高(gāo)溫地區可能就不太合適。
按照通風類型分(fèn)為三種:
1.負壓(yā)通風(fēng):同以往(wǎng)豬舍的常見通風模式相(xiàng)同,隻是在進(jìn)風口位置增加過濾(lǜ)器,如(rú)降溫水簾和屋(wū)頂(dǐng)進氣口前。此方式(shì)尤其要防止未過濾的空氣通過豬舍縫隙進入舍內的風險,如(rú)果出現(xiàn)這樣的(de)結果也就意味著空氣過濾係統失(shī)去意義,所以對豬(zhū)舍的密封性要求極高,特別是空氣過濾器接牆處、空氣過濾器間、門、窗、吊頂板間及吊頂牆麵接縫等,目前國內已有密封性極好的不鏽鋼門和窗戶,吊頂(dǐng)板可采用公母(mǔ)槽的,同時上麵加層塑料布,另外需要(yào)考慮風機的倒流(liú),可(kě)以采用防倒流(liú)百葉或者風機外罩布袋;我公司趙堡項目(mù)和高村項目均采用此種模式。
負壓模式(shì)下全過濾隧道通風
2.正壓通風:正壓通風是將空氣過濾後的空氣吹(chuī)進舍內,使舍內的氣壓高於舍外。正壓通風的優勢是未過濾空氣進入舍內的風險較小,但對風機動力的要(yào)求較高(gāo),正壓通風選用的風機應該在較(jiào)高靜(jìng)壓差下(xià)仍能提(tí)供足夠(gòu)的風量,正壓通風通風的均勻性和夏季降溫是設計時要著重考慮的點,我(wǒ)公司與科普利信合資建的(de)場采用此(cǐ)模式
集成正壓過濾機組通風示意
3.中性通風:中性(xìng)通風介於負壓通風和正壓通(tōng)風之間,一般采用偏正壓的方式。如我公司(sī)梁溝公豬站
豬舍中性空氣過(guò)濾係統示(shì)意
正壓中性負壓
過濾器計數低中性高(gāo)
能源使用高高/中中/低(dī)
現有結構(gòu)適應性(xìng)低低強
未過濾(lǜ)空氣滲(shèn)透潛在性低中/低高
成(chéng)本高高/中中/低
四、 應用及注意事項
1.如何才能把豬舍密封起來?因為係統采(cǎi)用負壓通風,如何把過濾器以(yǐ)外的地方堵嚴,這始終是個挑(tiāo)戰(zhàn),使用前用熱感儀器檢查氣密性。雖然正壓通風可以避免這(zhè)個問(wèn)題,但冬季正壓通風會把溫暖、潮濕的舍內(nèi)空(kōng)氣吹入牆縫(féng)裏,從而加速建築的朽敗(bài);
2.夏季的過濾。夏季要想滿足無空調豬舍的通(tōng)風需求,需要相當於(yú)冬(dōng)季三倍數量的過濾器。目前的研究顯示,夏季的夜晚仍然存(cún)在很大的風(fēng)險,尤其是當有微風從感染的豬場吹來的時候(hòu)。夜(yè)晚涼爽(shuǎng)的溫度也適合病毒的生存。解決這個風險的辦法是采用100%過濾;
3.所有的門都要關嚴。死豬和淘(táo)汰豬都(dōu)是(shì)經過雙門係統的隔離間運出。轉入的豬隻也要通(tōng)過雙門係統,將(jiāng)空氣(qì)旁路的可能(néng)性降到最低(dī),也可考慮在所有出入口處安裝卡扣;
4.停(tíng)轉風機的回風也是個大問題,因為風扇百頁可能卡住,不能(néng)封嚴。可以在冬天從裏(lǐ)麵和外麵給風機套上罩子,春(chūn)天盡量延遲風機的啟用。風機的(de)正常運轉也非(fēi)常重要,每周至少應(yīng)該檢查一次;
5.安裝時不要把過濾器弄壞。不(bú)能損壞或劃破過濾材料;
6.更換過濾器(qì)時也要特別注意保證安全(quán)性,采用集成正壓空氣過濾機組的豬舍至少要采用(yòng)兩台機組(zǔ),以保障更換過濾器時的舍內的正壓環境。未采(cǎi)用機(jī)組的係統應有詳(xiáng)細的過濾器更換操作指導;
7.什麽時間更換過濾器也是我們需要考慮的問題,最佳方案是根據每層過濾器的壓力(lì)變換(huàn)情況決定(dìng)是(shì)否更換(正壓空(kōng)氣過濾機組可以實現),但很多係統沒有測試靜壓差可以采用過濾器按照周期更換,可以根據(jù)當地環境空氣情況谘詢過濾(lǜ)器廠商;
8.安裝過濾器會降低通風效率,設計時要有足夠大的通風量;
9.使用刮糞板時要防(fáng)止空氣交叉,一是通道密封性保(bǎo)證(zhèng),二是直接利用排風風機;
10.空氣過濾係統必須和嚴格的生物安全流程相結合,才能起到應有的效(xiào)果;
11.空氣過濾、環控、鋼構、基建(jiàn)要充分溝通,最好在做施工圖紙時就把空氣過濾器考慮進去;
11.監測舍內空氣的流向,保(bǎo)證(zhèng)豬舍內新鮮空氣可以均(jun1)勻分布。空氣過濾器(qì)對(duì)於春季注意防護植物(wù)棉絮,花粉等,夏季預防過濾器黴變,冬(dōng)季預防霧凇,這幾種(zhǒng)情況都會增加堵塞過濾器的風險,對建築,通風係統可能造成(chéng)巨大損毀。
五、成本及效益
以我公司已竣工的後備場項目為例,設(shè)計規模為年出欄6240頭,采(cǎi)用100%中效過濾、負壓通風模式,基建、空氣(qì)過濾設備、環控設(shè)備成(chéng)本(běn)等增加21.4%,折合每平方米增加185.67元,共計增加投資57.9萬元,按10年折舊,相當於每出欄一頭豬增加9.28元固定成(chéng)本,在美國,藍耳病(bìng)造成的(de)損失為3-20美元/頭,加上投入的藥費,損失遠大(dà)於投入的成本,所以(yǐ)安裝空氣(qì)過濾係統的投入產出比應該是非(fēi)常樂觀的


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