引言:
很多研究和現實(shí)都證實病毒的傳播(bō)最(zuì)主要是通過空氣傳播進行,而且(qiě)空氣傳播是造成陰性豬場重(chóng)新感染的常見原因,因此對空氣進行有效的過濾是阻隔病毒最有效的方式,多年的臨床應用和研究證實(shí)通空氣濾係統可以顯著地切(qiē)斷病原體在動物中空氣(qì)傳播途徑,被越來越多的規模化豬場所接受,特別是公(gōng)豬站與(yǔ)GGP場。
一、空氣(qì)過濾器定義、分類、工作方式
空(kōng)氣(qì)過濾器(Air Filter)是指空氣過濾裝置(zhì),是通過多孔過濾(lǜ)材料的作用從氣固兩相流中捕集粉塵,並使氣體得以淨化的(de)設(shè)備,獲得能夠達到標準的潔淨空氣,常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(háng)捕(bǔ)捉、吸附,使空氣(qì)質(zhì)量提高,一般用(yòng)於潔淨車間、潔淨廠房、實(shí)驗室及潔淨室(shì),或者用於電子機械通信設(shè)備等的防塵,原型是人們為保護呼吸而(ér)使用的呼(hū)吸保護器。
序號分類功(gōng)能作(zuò)用(yòng)
1初效過濾器去除≥5μm的塵埃(āi)粒子 ,初阻力≤50Pa在空氣淨化係統中作為預過濾器保護中效(xiào)和高(gāo)效(xiào)過濾器和其他配件以延長它們的(de)使用壽命。
2中效過濾器去除≥1.0μm的塵埃粒子,
初阻力≤80Pa在空氣淨化係統中作為中間過濾器 減少高效過濾器的負荷,延(yán)長高效和其他配件的使用壽命。
3亞(yà)高效過濾器去(qù)除≥0.5μm的塵埃粒子,初阻力≤120Pa在(zài)空(kōng)氣淨化係統中作中間過濾器 在低級淨化係(xì)統中可做終端過濾器使用
4高效過濾器去除≥0.3μm的塵埃粒子,
初阻力≤220Pa在空氣淨化係(xì)統中的終端過濾器 高級別潔(jié)淨室中(0.3μm潔淨室)必須使用的終端淨化設備
5超高效過濾(lǜ)器去除≥0.1μm的塵埃粒子,初阻力≤280在空氣淨化係統(tǒng)中(zhōng)的終端過濾器 高級別潔淨室中(0.1μm潔淨室)必須使用的終端淨化設備。
基本工作方式有(yǒu)五(wǔ)種:
1.攔截效應:當某一粒徑的粒子運動到纖(xiān)維表麵附(fù)近(jìn)時,其中心線到纖(xiān)維表麵的距離小於微粒半徑,灰塵粒子就會被濾料纖維攔(lán)截而沉積下來。
2.慣性效應(yīng):當微粒質(zhì)量較大或速度較大時,由於慣性而碰撞在纖維表麵而沉(chén)積下來。
3.擴散(sàn)效應:小粒徑的粒子布朗(lǎng)運動較強而容(róng)易碰撞(zhuàng)到纖維表(biǎo)麵上。
4.重力效應:微(wēi)粒(lì)通(tōng)過纖維層時,因重力沉降而沉積在纖維上。
5.靜電效應:纖維或粒子都可能(néng)帶電荷,產生吸引微粒的靜電(diàn)效應,而將粒子吸到纖維表麵上
二、如何選擇過濾等級
空氣傳(chuán)播的主要豬病原的直徑如下(xià):
Ø 豬流感病毒SIV: 0.080-0.120 um (Olsen等人,2006)
Ø 藍耳病毒PRRSV: 0.050-0.065 um (Zimmerman等人,2006)
Ø 豬圓環病毒PCV2: 0.0017-0.0022 um (Quinn等人,2002)
Ø 支原體:0.3-0.9 um (Quinn等人,2002)
Ø 偽狂犬:0.15-0.918um (Nauwynck,1997)
可見,SIV、PRRSV和PCV2應該能夠通過HEPA過濾器。不過,攜帶這些病毒的微(wēi)粒才是更重要的,因為汽(qì)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(jì)95%(如下表),同時,小型顆(kē)粒可通過攔截和擴散過程粘著(zhe)在(zài)過濾纖維上。
大氣塵粒徑(0.3μm以上)分布
粒(lì)徑/μm相對(duì)頻率(%)粒徑/μm相對頻率(%)
0.3461.22
0.4201.51
0.5111.81
0.6112.40.7
0.854.80.3
12
如下圖:初(chū)效過濾:MERV 1-MERV 8級(jí), 對0.3-1微(wēi)米過濾效率幾乎為零 。中效(xiào)過濾:MERV 9-MERV 16級, 對0.3-1微米過濾效率 95%以上 ,防護的程度決定過濾方式及等(děng)級,要想達到有效阻(zǔ)斷傳播的目的,需使用中效以上的等級(jí)。
三(sān)、空氣過濾係統類型
按照過濾比例分為:
1.部分過濾:隻在屋頂的進風口安裝了過(guò)濾器,降溫水簾(lián)不安裝過濾器,也就是在疫病風險大的秋(qiū)、冬季使用,風險相對小的春、夏季不使用,每年當中(zhōng)大約(yuē)有6-8個月(yuè)的時間是得不到過濾的,這樣成(chéng)本很低,但風險大。
2.100%過濾:一種情況是夏季采用縱向通風的豬舍,需要同時在降溫水簾和屋頂進氣(qì)口前加裝過濾器陣列(liè)以實現(xiàn)100%過(guò)濾,這肯定會增加建(jiàn)設成本。另(lìng)一種情況是豬舍(shě)全年都通過屋頂進(jìn)風口通風。這種情況下可以額外再開一排進(jìn)風口,這些額外的進風口同(tóng)樣(yàng)可以在(zài)夏季高溫情況下作為通風係統的補充。當外界溫度高於27°C時,可以將這些通(tōng)風口打開,溫度低於27°C時就(jiù)將其關閉。這種方案(àn)成本低,可應付全年大部分的感染風險,是一種可行方(fāng)案。但這種方案用在(zài)高風險或夏季高溫地區可能就(jiù)不太合適。
按照通風類型分為三種:
1.負壓通風:同(tóng)以往豬舍的常見通風模式相同,隻(zhī)是在進風口位置增加過濾器,如降溫水(shuǐ)簾和屋(wū)頂進氣(qì)口前(qián)。此方(fāng)式尤其要(yào)防止未過濾(lǜ)的空氣(qì)通過豬舍縫隙進入舍內(nèi)的風險,如果出現這樣的結果也就意味著空氣過濾係統失去意義,所以對豬舍的密封性要(yào)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(jiān)及吊頂牆麵(miàn)接縫等,目前國內已有密封性極好的不鏽鋼門和窗(chuāng)戶,吊頂板可采用公母槽的,同時上麵加層塑料布,另外需要(yào)考慮風機的倒流,可以采用防倒流百葉或者風機(jī)外罩布袋;我公司趙堡項目和(hé)高村項(xiàng)目均采用此種模式。
負壓(yā)模式下全過濾隧道通風
2.正壓通風:正(zhèng)壓通風是將空氣過濾後的空(kōng)氣吹進舍內,使(shǐ)舍內的氣壓高(gāo)於舍(shě)外。正壓通風的優勢是未過濾空(kōng)氣進入舍內的風險較小,但對風機動力(lì)的要求較高,正(zhèng)壓(yā)通風選用的(de)風機應該在較高靜壓差下(xià)仍能提供(gòng)足夠的風量,正壓通(tōng)風(fēng)通風的(de)均勻性(xìng)和夏季降溫是設計時要著重考慮的點,我公司與(yǔ)科普利信合資建的場采用此模式
集成正壓過濾機組通風示意
3.中性通風:中性通風介於負壓通風和正壓通風之間(jiān),一般采用偏正壓的方式。如我公司梁溝公豬站
豬舍中性空氣過濾係統示意
正壓中性負壓
過濾器計數低中(zhōng)性高
能源使用高高/中中/低
現有結構(gòu)適應性低低強
未過濾空氣(qì)滲透潛在(zài)性低中/低高
成本高高/中中(zhōng)/低
四、 應用及注意事項
1.如何才能把豬舍密封起(qǐ)來?因為係統采(cǎi)用負壓通風,如何把過濾器以外(wài)的地(dì)方堵嚴,這始終是個挑戰(zhàn),使用前(qián)用熱感儀器檢查氣密性。雖然正壓通風可以避免這個(gè)問題,但冬(dōng)季正壓通風會把溫暖、潮濕的舍內空氣吹入牆(qiáng)縫裏,從而加速建築的朽(xiǔ)敗;
2.夏(xià)季的過濾。夏季要想滿足(zú)無空調(diào)豬舍的通(tōng)風需求(qiú),需(xū)要(yào)相當於冬季三倍數量的過濾器。目前的研究顯示,夏季的夜晚仍然存在(zài)很大的風險(xiǎn),尤其是當有微風從(cóng)感(gǎn)染的豬場吹來的時候。夜晚涼爽的溫度也適(shì)合病毒的生存。解決這個風險的辦法(fǎ)是采用100%過濾;
3.所有的門都要關嚴。死豬和淘汰豬都是經過雙門(mén)係統的隔離間運出。轉入的豬隻也要通過雙門係統,將空氣旁路的可能性降到最(zuì)低(dī),也可考慮在(zài)所有(yǒu)出入口處安裝卡扣;
4.停(tíng)轉風機的回風也是個大(dà)問(wèn)題,因為風扇百頁可能卡住,不能封嚴。可以在冬(dōng)天從裏麵和外麵給風機套上罩子,春天(tiān)盡量延遲風機的啟用。風機的(de)正常運轉也非常重要,每周至少(shǎo)應該檢查一(yī)次;
5.安(ān)裝時不要把過濾器弄壞。不(bú)能損壞(huài)或(huò)劃破過濾材料;
6.更換過濾器時也要特別注意保證安全性,采用集成正壓空氣過濾機組的豬舍至少要采用兩台機組,以保障更換過濾器時的舍內(nèi)的正壓環境。未采用機組的係統應有(yǒu)詳細的過濾器更換操作(zuò)指導;
7.什麽時間(jiān)更換過濾器也(yě)是我(wǒ)們需要考慮的問題,最佳方案是根據每層過(guò)濾器的壓力變換情況決定是否更(gèng)換(正壓空氣過濾機組(zǔ)可以實現),但很多係統(tǒng)沒有測試靜壓差可以(yǐ)采用過濾器按(àn)照周期更換(huàn),可以根據當地(dì)環境空氣情況谘詢過濾器廠商;
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(fèn)板時要防止空氣交叉,一是通道密封性(xìng)保證,二(èr)是直接(jiē)利用(yòng)排風風機;
10.空氣過濾係(xì)統(tǒng)必須和嚴格的生(shēng)物(wù)安全流(liú)程相結合,才能起到應有的效果(guǒ);
11.空(kōng)氣過(guò)濾、環控(kòng)、鋼構、基建要充分溝通,最好在做施工圖紙時就把空氣過濾器考慮進去;
11.監(jiān)測舍內(nèi)空氣的流向,保證豬舍(shě)內新鮮空氣可以均勻分布。空氣過濾器對於(yú)春季注意防(fáng)護植(zhí)物棉絮,花粉等(děng),夏季預(yù)防過濾器黴變,冬季預防霧凇,這幾種情況都會增加堵(dǔ)塞過濾器的風險,對建(jiàn)築,通風係統可能造成巨大(dà)損毀。
五(wǔ)、成本(běn)及效益
以我公司已竣工的後備場項目為例,設計規模為年出欄6240頭(tóu),采用(yòng)100%中效過濾、負壓通風模式,基建、空氣(qì)過濾設備、環控(kòng)設備成本等(děng)增加21.4%,折合每平方(fāng)米增加(jiā)185.67元,共計增加投資57.9萬元,按10年折舊,相當於每(měi)出欄一頭(tóu)豬增(zēng)加9.28元固定成本,在(zài)美國(guó),藍耳病造成的(de)損(sǔn)失為3-20美元/頭,加上投入的藥費,損失遠大於投入的成本,所以(yǐ)安裝空氣過濾係統的投入產出比應(yīng)該是非常樂觀的