CC BY
48
Технические науки
DOI 10.1555/2409-3203-2017-0-9-158-162
ПРОБЛЕМА ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В ПРОМЫШЛЕННОМ ЖИВОТНОВОДСТВЕ ОТ СЕРОВОДОРОДА
Жеребцов Борис Викторович
к.т.н., доцент кафедры Энергообеспечения с\х ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья»
Россия, г. Тюмень mosyn@rambler.ru
Аннотация: Животноводство - одна из важнейших отраслей сельского хозяйства, удовлетворяющих потребности населения в продуктах питания, а также обеспечивающих сырьем различные отрасли промышленности. Современное сельскохозяйственное производство развивается по пути индустриализации, концентрации и специализации [2]. Рост производства продуктов животноводства предполагается достигнуть главным образом за счет повышения продуктивности скота и птицы, роста поголовья, эффективного использования кормов, значительного улучшения условий содержания животных и их кормления, совершенствования племенной работы, механизации и автоматизации основных производственных процессов[1]. Эти процессы приводят к появлению новых прогрессивных технологий и методов ведения хозяйства, способствуют снижению себестоимости продукции и повышению ее качества.
Ключевые слова: очистка воздуха, сероводород, предельно допустимая концентрация, процесс, животноводство, рециркуляция, вентиляционная система.
THE PROBLEM OF AIR CLEANING IN INDUSTRIAL LIVESTOCK PRODUCTION FROM HYDROGEN SULFIDE
Jerebcov Boris Viktorovich
Ph.d., Associate Professor of the Department of Energy s/x RUSSIAN State Agrarian University in the Northern TRANS-Urals
Russia, Tyumen
Abstract: Livestock are one of the most important sectors of agriculture, meet the needs of the population for food, as well as providing raw materials industries. Modern agricultural production develops on the path of industrialization, concentration and specialization of [2]. Growth of livestock production is assumed to be achieved mainly by improving the productivity of livestock and poultry, livestock growth, efficient use of feed, a significant improvement in animal welfare and their feeding, breeding, improvement of mechanization and automation of production processes [1]. These processes lead to the emergence of new advanced technologies and methods of production, reduce production costs and improve its quality.
Keywords: clearing the air, hydrogen sulfide, maximum allowable concentration, animal husbandry, recycling, ventilation system.
Не стоит забывать и о том, что животноводство является и очень энергоемкой отраслью сельского хозяйства. Среднегодовое потребление энергии составляет более 9 млн. т. у.т.[3].Вследствие этого, не маловажной задачей в развитии животноводства встает и применение энергосберегающих технологий . Для современного метода ведения животноводства, характерны высокая концентрация и плотность размещения животных. Это приводит к тому, что внутри животноводческих помещений в результате жизнедеятельности животных выделяется значительное количество различных вредно действующих веществ. Концентрация пыли, микроорганизмов и вредно действующих газов (аммиак, сероводород, углекислый газ, кишечные газы и др.) в животноводческих и помещениях зависит от ряда факторов и, как правило, значительно превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) [2].
В настоящее время снижение уровня вредных примесей в воздухе животноводческих комплексов до рекомендованных значений осуществляется за счет механической принудительной приточно-вытяжной вентиляции. При этом в воздушный бассейн комплексов непрерывно выбрасывается большое количество различных загрязнений [4]. Так, вытяжной системой вентиляции, при павильонном расположении зданий в комплексе на 10 тыс. телят за холодный период года из помещений удаляется 103,9 млрд. микробных тел, 6,2 кг пыли, 23 кг аммиака; на комплексах на 2. тыс. зов - 8,7 млрд. микробных тел., пыли - 0,75 кг, аммиака - 4,8 кг, влаги в виде аэрозолей - 2058 кг .На птицекомплексе с поголовьем 480 тыс. кур-несушек к ежесуточно вытяжной вентиляцией выбрасывается более 480 кг пыли в летний период и 140 кг зимой. А в целом, ежегодно из помещений животноводческих ферм отрасли требуется удалить 166 млрд м3 водяных паров, 39 млрд м3 углекислого газа, 1,8 млрд м аммиака, 700 тыс. м3 сероводорода, 82 тыс. т пыли, патогенную микрофлору. В результате этого загрязнения, выбрасываемые в воздух с животноводческих объектов, могут служить источником аэрогенного распространения условно патогенной и патогенной микрофлоры, создавать угрозу переноса возбудителей инфекционных болезней с одного объекта на другой. Не менее важное значение имеют и запахи, далеко распространяющиеся от животноводческих объектов. Специфические запахи, особенно свиноводческих и птицеводческих объектов, распространяются в зависимости от сезона года на значительные расстояния: зимой — до 0,5 км, летом — до 3,5—5 км.
Также с вытяжным воздухом в окружающую среду выбрасывается огромное количество тепловой энергии. Для удаления вредностей, образующихся в животноводческих помещениях, на вентиляцию расходуется около 2 млрд кВт-ч электроэнергии в год, на обогрев помещений дополнительно идет1,8 млрд кВт-ч, 0,6 млн м природного газа, 1,3 млн т жидкого и 1,7млн т твердого топлива. Общие затраты энергии на микроклимат составляют до 3 млн т у.т. в год, что равняется 32 % всей энергии, потребляемой в отрасли животноводства[2].Потери удаётся снизить, при использовании вентиляционных систем с теплообменниками, но в виду наличия к них недостатков (низкий КПД, быстрое ухудшение эксплуатационных характеристик в процессе работы), они не нашли в сельском хозяйстве широкого распространения.
Вследствие больших выбросов в окружающую среду различных загрязнений и тепловой энергии современное промышленное животноводство столкнулись с рядом серьезных проблем, без решения которых невозможно дальнейшее успешное развитие данных отраслей. Это, прежде всего (рис. 1.) проблема очистки и обеззараживания воздуха. Решение ее позволит осуществить:
- энерго- и ресурсосбережение;
- защиту комплексов от проникновения и распространения инфекционных заболеваний аэрогенным путем;
- защиту окружающей среды в зоне размещения животноводческих комплексов.
Одним из путей снижения расходов энергии для нужд теплоснабжения
сельскохозяйственных производственных зданий является утилизация теплоты из выбрасываемого вентиляционного воздуха и его рециркуляция [5]. Использование теплообменной системы позволяет сократить расход теплоты, идущей на подогрев приточного воздуха, на 60% и более. Однако наличие в удаляемом воздухе большого количества пыли не позволяет использовать теплообменные системы с максимально возможным эффектом. В процессе эксплуатации теплообменник забивается пылью, что приводит к снижению теплопроизводительности, воздухопроизводительности, увеличению аэродинамического сопротивления [6]. Таким образом, в условиях промышленного животноводства для эффективного использования теплообменных систем необходима очистка удаляемого из помещений воздуха[ 1].
Наиболее энергоэффективным и перспективным способом снижения концентрации пыли, микроорганизмов и вредных газовых составляющих внутри животноводческих помещений является рециркуляция воздуха внутри помещения с одновременной его очисткой и обеззараживанием[2].
Из возможных путей передачи инфекции (насекомые, грызуны, дикая птица, корм, вода и воздух, инвентарь и тара, обслуживающий персонал и др.) наибольшую опасность представляет аэрогенный путь, поскольку является одним из основных для большинства инфекционных заболеваний животных и наиболее сложным для контроля. Выделяемые во внешнюю среду газы, пыль и микроорганизмы распространяются по горизонтали с вытяжным воздухом на довольно большие расстояния. В известных исследования в основном рассматривалась очистка рециркуляционного воздуха от пыли, микроорганизмов и аммиака. Тем не менее в животноводческих помещениях в значительных количествах выделяется сероводород, который является вторым по значимости в животноводстве после аммиака.
ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ И МИКРООРГАНИЗМОВ
ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ ДЕЗИНФЕКТАНТОВ, АНТИБИОТИКОВ И ВАКЦИНЫ
ДЕЗОДАРАЦИЯ ВОЗДУХА
ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ МИКРОФЛОРЫ (ГРИБЫ, БАКТЕРИИ, ВИРУСЫ)
ЗАЩИТА ОТ ВОЗДУШНЫХ
ЗАГРЯЗНЕНИЙ
ТЕПЛООБМЕННИКОВ,
КАЛОРИФЕРОВ,
ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРОВ
ОЧИСТКА
РЕЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВОЗДУХА
Рис. 1. - Очистка и обеззараживание воздуха в животноводстве
Сероводород, H2S (молекулярный вес 34,07), бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Литр газа при нормальных условиях (0°, 760 мм) весит 1,5392 г. Темп.кипения -62°, плавления—83°; С. Сероводород является очень токсичным газом, который действует не только на животных и обслуживающий персонал, но и, при больших концентрациях, разъедает многие металлы, изоляцию проводов. Сероводород поражает слизистые оболочки, дыхательные органы. При попадании в кровь связывает железо гемоглобина, тем самым вызывая у животного кислородное голодание, приводящее в последствие к отравлению и последующей смерти. Может оказывать как местное, так и общее действие. Местное действие выражается в раздражении конъюнктивы, слизистой носа, глотки, дыхательных путей; сопровождается оно чувством жжения, слезотечением, светобоязнью, кашлем, хрипотой. При частом и длительном воздействии развиваются хронические конъюнктивиты, воспаления, эрозии и помутнения роговой оболочки, риниты, ларингиты, бронхиты[5].
Помимо негативного влияния на животных и людей, сероводород является взрывоопасным газом. Концентрация предела воспламеняемости в воздухе составляет 4,545,5% по объему.[6]
Таким образом, свойства сероводорода, а так же его действие на животных, персонал и технологическое оборудование можно сделать вывод о том, что наряду с очисткой рециркуляционного воздуха от таких вредных составляющих как пыль, микроорганизмы и аммиак существует необходимость создания системы очистки воздуха в животноводческих помещениях и от сероводорода.
Список литературы:
1. Смолин Н.И., Андреев Л.Н., Жеребцов Б.В. Предпосылки к повышению эффективности мокрогооднозонного электрофильтра //Логос. - №2. - 2013.
2. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами.- М.: Химия,
1967.
3. Возмилов А.Г., Смолин Н.И., Андреев Л.Н., Жеребцов Б.В. Существующие методы и технические средства очистки воздуха от сероводорода // Современная техника и технологии, научно-практический журнал. - №9(25). - 2013
4. Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях. Научный аналитический обзор. Н.П. Мишуров, Т.Н. Кузьмина. - М.: 2004г. - 106с.
5. Фисинин В.И., Черепанов С.В. Мировое животноводство будущего: роль, проблемы и пути развития. Птица и птицепродукты. №5. 2012
6. Возмилов А.Г., Андреев Л.Н., Астафьев Д.В. Жеребцов Б.В. Результату производственных испытаний мокрого электрофильтра // Вестник КрасГау. - 2013. - №5.
