CC BY
89
УДК 631.223.6:628.8
СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА
Т.Н. Кузьмина, старший научный сотрудник ФГБНУ «Росинформагротех» E-mail: [email protected]
Аннотация. В настоящее время к системам обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях выдвигаются все более высокие требования, предусматривающие не только обеспечение требуемых параметров по температуре и влажности внутреннего воздуха, но и его очистку и обеззараживание с целью улучшения экологии внутри и вне помещения. Для очистки воздуха от пыли, различных микроорганизмов, химических соединений таких, как аммиак, сероводород, углекислый газ, предлагается различное оборудование как по своим возможностям, так и техническому исполнению устройства. Описаны принципы действия устройств двух типов: на основе смешивания загрязненного воздуха, попадающего в вентиляционную шахту, с распыленным водным раствором серной кислоты, и основанных на биологической очистке воздуха. По результатам испытаний, проведенных Немецким сельскохозяйственным обществом (протокол 6051), средняя эффективность очистки от пыли при использовании первых составила 85%, от аммиака - 87,5%. Расход воды в зависимости от времени года составил 291 л зимой и 1200 л летом на 1 откормочное место. Расчетное годовое потребление электроэнергии составляет 61000 кВтч, серной кислоты -1100 кг. Испытания биологических систем очистки воздуха компаний «Scov A/S» (Дания) и «HAGOLA-Biofllter GmbH» (Германия) показали, что эффективность очистки от пыли достигает 95,1 и 100% зимой и 93,6 и 100% летом соответственно, уровень запахов уменьшается значительно: почти в 10 и 15 раз зимой и в 7,5 и 45 раз - летом соответственно.
Ключевые слова: пыль, микроорганизмы, аммиак, сероводород, углекислый газ, смешивания загрязненного воздуха, вентиляционная шахта, распыление водного раствора серной кислоты, биологическая очистка воздуха.
В настоящее время к системам обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях предъявляются все более высокие требования, предусматривающие не только обеспечение требуемых параметров по температуре и влажности внутреннего воздуха, но и его очистку и обеззараживание с целью улучшения экологии внутри и вне помещения. Воздух, удаляемый из животноводческих помещений, насыщен не только пылью, различными микроорганизмами, но и химическими соединениями, такими, как аммиак, сероводород, углекислый газ. Для его очистки предлагаются различные как по своим возможностям, так и техническому исполнению устройства.
Примером устройств очистки воздуха от аммония, пыли и запахов, монтируемых как в общем вытяжном вентиляционном канале, так и в секционном, является оборудование, включающее наборы форсунок и фильтров, например, воздухоочиститель TriStar компании «Reventa» (Германия, рис. 1) [1]. Процесс очистки протекает следующим образом:
загрязненный воздух, попадая в вентиляционную шахту, смешивается с распыленным водным раствором серной кислоты (pH < 3). Вентилятор, создавая разряжение в шахте, поднимает загрязненный воздух выше, к разделительным заслонкам, установленным под определенным углом. При изменении скорости движения воздуха в шахте вода с частицами пыли и связанным аммиаком оседает на ее стенках и стекает в лоток, из которого она поступает в блок регенерации. Концентрация сернокислого раствора поддерживается автоматически. Оснащение воздухоочистителя TriStar биомодулем позволяет снизить уровень запаха удаляемого из свинарников воздуха.
По результатам испытаний, проведенных Немецким с.-х. обществом (протокол 6051), средняя эффективность очистки от пыли составила 85%, от аммиака - 87,5%. Расход воды в зависимости от времени года - 291 л зимой и 1200 л летом на 1 откормочное место. Расчетное годовое потребление электроэнергии - 61000 кВт-ч, серной кислоты - 1100 кг.
15S
Вестник ВНИИМЖ №2(18)-2015
г)
Рис. 1. Воздухоочиститель TriStar компании «Reventa» (Германия): а - общий вид воздухоочистителя; б - размещение форсунок; в - разделительные заслонки; г - вентилятор
Системы, отличительной особенностью которых является очистка воздуха в вытяжных шахтах, разрабатываются датскими фирмами «Skov», «Turbovent Environment A/S», немецкими «HAKA» (очиститель НА-KA-Abluftwöscher (тип ESCH)) и «Big Dutchman» (очиститель HelixX). С их помощью можно уменьшить эмиссию запахов и пыли на 80%. Эти устройства легко вписываются в уже существующие системы вентиляции.
За рубежом в последнее время особое внимание уделяется разработке систем биологической очистки удаляемого воздуха. Примером является установка для очистки воздуха биофильтрами, являющаяся результатом научных исследований Датского комитета по свиноводству, Федерации производителей свинины в Дании и сотрудников фирмы «Scov A/S» (Дания) [2].
Разработка данного метода началась с 2002 года. Он был запатентован и уже находит применение во многих странах. Его реализация осуществляется с помощью модульных установок, производительность которых находится в пределах от 10 до 40 тыс. м /ч . Возможные варианты их размещения показаны на рисунке 2.
в)
Рис. 2. Схемы установки системы биологической очистки фирмы «Scov A/S» (Дания): а - в торце здания (удаляемый воздух поступает через центральный канал); б - на чердаке (децентрализованное удаление); в - в пристройке (воздух удаляется через настенные форточки)
В основе работы биофильтров лежит способность бактерий и микроорганизмов поглощать аммиак, запахи и пыль. Принцип действия биомодуля состоит в следующем: удаляемый из помещения воздух попадает в камеру, где установлены два биофильтра, поверхность которых орошается водой. Это необходимое условие для создания среды, благоприятной для жизнедеятельности бактерий. После первого биофильтра воздух освобождается от пыли. Пройдя через второй биофильтр, воздух очищается от аммиака и запаха.
Очистка фильтров производится с помощью автоматической мойки. Использованная вода собирается в специальные емкости и может применяться в качестве удобрений. Управление процессом очистки воздуха и фильтров полностью автоматизировано. Аналогичные установки трехступенчатой очистки предлагаются фирмами «Big Dutchman», «DR.Siemens Umwelttechnik GmbH» (Германия), «KWB Air Systems BV», «Dorset» (Нидерланды) и др.
Биологический способ очистки удаляемого из свинарника воздуха применяет в своих разработках фирма HAGOLA-Biofilter GmbH (Германия, рис. 3). Внутренний воздух с помощью вентилятора выталкивается в отводной канал, который сообщается с биомодулем (габаритные размеры - 2250х2250х1700 мм, масса - 1400кг). Биомодуль заполняется
послойно различными материалами, которые пропитываются специальным составом, являющимся средой для микроорганизмов.
Испытания данной системы очистки воздуха показали, что эффективность его очистки от пыли составляет от 80 до 100% зимой и от 83 до 100% летом, уровень запахов уменьшается значительно: почти в 15 раз зимой и в 45 раз - летом [4].
В таблице 1 представлены результаты испытаний установки трехступенчатой очистки фирмы «Scov A/S» (Дания), проведенных Немецким сельскохозяйственным обществом.
Таблица 1. Результаты испытаний установки
Параметры Bio Flex 3-step
Эффективность очистки от, %:
- пыли:
лето 92,2-93,6
зима 91,6-95,1
- аммиака
лето -
зима 90,3-92,0
Уменьшение запаха, раз:
лето 2,9 - 7,5
зима 3,6-10,0
Удельный расход воды, л/станкоместо:
лето 983
зима 696
Удельная энергоемкость (без вентиляции), кВт/станкоместо 32,8
Рис. 3. Проект фирмы HAGOLA-Biofilter GmbH (Германия) по очистке удаляемого воздуха
160
Вестник ВНИИМЖ №2(18)-2015
В России ни на одном свиноводческом предприятии не используются установки по очистке удаляемого из помещений воздуха. Их невостребованность является причиной отсутствия отечественных разработок.
Литература:
1. Abluftreinigungsanlage „TriStar". DLG-Prüfbericht 6051. URL: http://www.dlg.org/gebaeude.html (дата обращения 20.04.2015)
2. Farm AirClean-BIOmodules. Reduction of odour and ammonia: проспект фирмы «Scov». 8 с.
3. Dreistufige Abluftreinigungsanlage BIO Flex 3-step DLG-Prüfbericht 5955. URL: http://www.dlg.org/ geba-eude.html (дата обращения 20.04.2015)
4. Abluftreinigungssystem für die Schweinehaltung. DLG -Prüfbericht 5699. URL: http://www.dlg.org /gebaeude-archiv.html (дата обращения 20.04.2015)
5. Новиков Н.Н. Моделирование и расчет систем микроклимата животноводческих помещений. М., 2013.
6. Морозов Н.М. Экономические основы технологической модернизации животноводства // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2007. Т. 17. №1. С. 97. Literatura:
1. Abluftreinigungsanlage „TriStar". DLG-Prüfbericht 6051. URL: http://www.dlg.org/gebaeude.html (data ob-rashcheniya 20.04.2015)
2. Farm AirClean-BIOmodules. Reduction of odour and ammonia: prospekt firmy «Scov». 8 s.
3. Dreistufige Abluftreinigungsanlage BIO Flex 3-step DLG-Prüfbericht 5955. URL: http://www.dlg.org/ geba-eude.html (data obrashcheniya 20.04.2015)
4. Abluftreinigungssystem für die Schweinehaltung. DLG -Prüfbericht 5699. URL: http://www.dlg.org /gebaeude-archiv.html (data obrashcheniya 20.04.2015).
5. Novikov N.N. Modelirovanie i raschet sistem mikroklimata zhivotnovodcheskih pomeshchenij. M., 2013.
6. Morozov N.M. EHkonomicheskie osnovy tekhnologi-cheskoj modernizacii zhivotnovodstva // Vestnik Vse-rossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekha-nizacii zhivotnovodstva. 2007. T. 17. №1. S. 97.
AIR PURIFICATION'S MODERN EQUIPMENT
T.N. Kuzmina, senior researcher FGBNY " Rosinformagrotech"
Abstract. At present to livestock microclimate systems in buildings are put forward more and more high requirements, involving not only the indoor air's temperature and humidity required parameters' provision, but also its cleaning and disinfection to improve the environment premises inside and outside. For air dust, different micro-organisms, chemical compounds such as ammonia, hydrogen sulfide, carbon dioxide purification, it offered variety of equipment in terms so of its features, as device technical performance. The two types devices' operation principles: on the basis of the polluted air mixing entering the ventilation shaft, with sprayed aqua sulfuric acid's solution, based on the biological air purification are described. According to tests conducted by the German agricultural society (Protocol 6051), the average dust purification efficiency from the first using amounted to 85%, from ammonia to 87.5%. The water consumption depending on the time of year was 291liber in winter and 1200 liber in summer per 1 feeding place. Estimated annual electricity consumption is 61000 kW.h, sulfuric acid -1100 kg. The companies "Scov A/S" (Denmark) and "HAGOLA-Biofil-ter GmbH" (Germany) biological air cleaning systems tests are showed that the dust cleaning efficiency reaches from 95.1% till 100% in winter, and 93.6% and 100% in summer, respectively, the smell level is reduced significantly: almost in 10 and 15 times in winter and in 7.5 and 45 times in the summer, respectively.
Keywords: dust, microorganisms, ammonia, hydrogen sulfide, carbon dioxide, polluted air mixing, ventilation shaft, sulfuric acid's spray aqueous solution, air's biological purification.
