專利名稱：原位無動力生物濾器處理雛雞舍氨氣的方法及其生物濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雛雞舍氨氣的凈化方法及裝置，尤其是涉及一種原位無動力生物濾器處理雛雞舍氨氣的方法及其生物濾器。
背景技術(shù)：
根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前我國是僅次于美國的世界第二大肉雞生產(chǎn)國。育雛是肉雞生產(chǎn)最重要的環(huán)節(jié)之一，在專用的育雛舍中集中育雛可以更好地進行疫病與環(huán)境控制，是我國常見的育雛方式之一。育雛舍一般多層籠養(yǎng)，養(yǎng)殖密度高，室溫高而通風(fēng)少，造成污染氣體累積。氨氣是肉雞生產(chǎn)排放的主要污染氣體之一，每500 kg肉雞每小時排放的氨氣排放量為I 10 g。有研究表明，雞舍中氨氣濃度達14 mgnT3，持續(xù)6周以上，就會引起雞肺充血、水腫等疾??；達35 mgm_3數(shù)日后雞甚至死亡。雛雞對氨氣更為敏感，中國畜禽場環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定育雛舍氨氣濃度應(yīng)低于10 mgnT3。此外,養(yǎng)殖排放的污染氣體也會污染周圍居住區(qū)，我國惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生活區(qū)NH3濃度不得超過1.0mgm 30處理畜禽場產(chǎn)生的臭氣廢氣的傳統(tǒng)方法主要是物理、化學(xué)法，如物理吸附法、化學(xué)吸收法和催化燃燒法等，這些處理方法投資大、操作復(fù)雜、運行成本高，而且還很可能造成難以再治理的二次污染，如物理吸附法中達到飽和后的吸附材料需要頻繁更替，處理這些廢棄的吸附材料難度很大；化學(xué)吸收法要消耗大量的化學(xué)品，其生成物如不經(jīng)處理同樣會污染環(huán)境。尤其是對一些低濃度的臭氣廢氣，由于其中的有機物的濃度太低，已無回收價值，使用傳統(tǒng)方法凈化處理難度大、費用高。生物過濾法是臭氣廢氣處理領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)，因其成本低、操作簡單、技術(shù)清潔、無二次污染而受到青睞，已成為當(dāng)前研究的熱點。與傳統(tǒng)的物理、化學(xué)法相比，生物過濾法更適用于大流量、低濃度的臭氣廢氣處理。生物過濾的原理是利用各種微生物將臭氣廢氣中的各種有害成分轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，如
硝化細菌可以將氨氣轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，從而達到治理的目的。生物濾器作為一種常用的生物處理法，具有凈化效率高、無二次污染、易于操作等優(yōu)點，是目前畜禽場最常采用的氣體凈化技術(shù)之一。在目前的研究中，生物濾器一般位于畜禽舍外，運行時需要用氣泵將污染氣體抽送至生物濾器內(nèi)部加以處理，因此不可避免存在這樣的問題:(A)氣體輸送時不僅需要配置氣泵、管道等耗材，而且消耗大量電力，導(dǎo)致投資運行成本大幅增加；(B)氣體由舍內(nèi)抽送至舍外時，低溫季節(jié)會引起畜禽舍熱量損失，需要給畜禽舍額外補充能源；(C)位于室外的生物濾器受氣候條件影響嚴重，微生物的生長易受影響，維護成本高。然而，目前的研究均未能較好解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決戶外生物過濾法處理臭氣廢氣時由于抽送氣體而導(dǎo)致的高能耗與畜禽舍熱量流失以及微生物的生長易受惡劣氣候抑制的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種原位無動力生物濾器處理雛雞舍氨氣的方法及其生物濾器，原位無動力生物濾器與雛雞舍建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合，內(nèi)部填充一種高效除氨材料一中藥渣堆肥為基質(zhì)，氨氣依靠舍內(nèi)空間與生物濾器表面的濃度差動力進入生物濾器，達到在舍內(nèi)原位無動力高效凈化氨氣的效果O本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一、一種原位無動力生物濾器處理雛雞舍氨氣的方法:
四個側(cè)面采用不銹鋼紗網(wǎng)圍護的生物濾器與雛雞舍內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合，內(nèi)部填充中藥渣堆肥為基質(zhì)，氨氣依靠舍內(nèi)空間與生物濾器表面之間的濃度差動力，透過紗網(wǎng)從四個側(cè)面或直接從頂部滲透進入生物濾器內(nèi)部，一部分被基質(zhì)吸附/吸收由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嘈纬射@氮；其余部分被轉(zhuǎn)移至附著在基質(zhì)表面的生物膜層，其余部分中，一部分被微生物同化為有機氮，另一部分被硝化菌轉(zhuǎn)化為亞硝氮與硝氮，當(dāng)生物濾器中溶氧量不足時部分亞硝氮與硝氮會被反硝化菌轉(zhuǎn)化為一氧化氮、一氧化二氮和氮氣氣體；利用雛雞舍較為穩(wěn)定的溫度和相對濕度的環(huán)境條件，將生物濾器直接放置在舍內(nèi)原位降解氨氣，維持微生物活性。將生物濾器設(shè)計成狹長形長方體，以減小氨氣與氧氣滲透進入生物濾器內(nèi)部的傳質(zhì)阻力；生物濾器高度與窗戶和第三層雛雞籠齊平，以擴大氨氣與氧氣滲透的傳質(zhì)動力；生物濾器運行過程中，通過每天稱重生物濾器，根據(jù)減輕的質(zhì)量霧化噴補自來水以維持基質(zhì)中均勻的目標(biāo)濕度。二、一種原位無動力生物濾器:
包括不銹鋼板、不銹鋼方管、不銹鋼紗網(wǎng)、鐵絲網(wǎng)、基質(zhì)、生物濾器；生物濾器以不銹鋼方管為骨架構(gòu)成長方體，長方體底面為不銹鋼板，四個側(cè)面用不銹鋼紗網(wǎng)圍護為內(nèi)襯，四個側(cè)面用鐵絲網(wǎng)作為外襯，長方體內(nèi)填充基質(zhì)。所述的基質(zhì)為內(nèi)含硝化菌與反硝化菌的中藥渣堆肥，維持基質(zhì)濕度在65 75%。所述的不銹鋼紗網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸為18目。所述的鐵絲網(wǎng)網(wǎng)格尺寸為2cmX2cm。本發(fā)明具有的有益的效果是:
1.利用雛雞舍溫度與相對濕度較為穩(wěn)定的環(huán)境條件，將生物濾器與育雛舍建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合以原位降解氨氣，不僅有益于維持微生物的較高活性，而且能使熱量在雛雞舍內(nèi)循環(huán)避免熱量流失，提高生物濾器在中國雛雞舍的應(yīng)用性。2.采用一種新型高效除氨材料——中藥渣堆肥為基質(zhì)，內(nèi)含硝化菌與反硝化菌等多種微生物，無需專門接種馴化菌。中藥渣堆肥不僅物理除氨性能高，而且硝化降解氨氣能力更高，是一種高效、廉價、易維護的除氨基質(zhì)。3.四個側(cè)面采用不銹鋼紗網(wǎng)圍護的生物濾器與舍內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合，氨氣依靠雛雞舍內(nèi)空間與生物濾器表面之間的濃度差動力，透過紗網(wǎng)從四個側(cè)面或直接從頂部滲透進入生物濾器內(nèi)部；生物濾器的形狀設(shè)計成狹長形長方體，以減小氨氣與氧氣滲透進入生物濾器內(nèi)部的傳質(zhì)阻力；生物濾器的高度與窗戶和和第三層雛雞籠齊平，以擴大氨氣與氧氣滲透的傳質(zhì)動力。通過減小氨氣與氧氣進入生物濾器的傳質(zhì)阻力與擴大氣體進入生物濾器的傳質(zhì)動力的方法，達到在舍內(nèi)原位無動力高效凈化氨氣的效果。本發(fā)明主要用于雛雞舍氨氣的原位、無動力凈化處理。


圖1是本發(fā)明的生物濾器的立體圖。圖2是原位無動力生物濾器結(jié)構(gòu)及采樣方法示意圖。圖3是雛雞舍內(nèi)原位無動力生物濾器布置示意圖。圖中:1.不銹鋼板，2.不銹鋼方管，3.不銹鋼紗網(wǎng)，4.鐵絲網(wǎng)，5.基質(zhì)，6.生物濾器，7.不補水生物濾器，8.濕度50%生物濾器，9.濕度70%生物濾器，10.窗戶，11.雛雞籠，12.雛雞舍。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，本發(fā)明包括不銹鋼板1、不銹鋼方管2、不銹鋼紗網(wǎng)3、鐵絲網(wǎng)4、基質(zhì)
5、生物濾器6 ;生物濾器6以不銹鋼方管2為骨架構(gòu)成長方體，長方體底面為不銹鋼板1，四個側(cè)面用不銹鋼紗網(wǎng)3圍護為內(nèi)襯，以保證基質(zhì)5與雞舍內(nèi)空氣接觸，四個側(cè)面用鐵絲網(wǎng)4作為外襯，以防止基質(zhì)5填充后外壓導(dǎo)致紗網(wǎng)3外凸變形，長方體內(nèi)填充基質(zhì)5。所述的生物濾器6的形狀為狹長形長方體，寬度和厚度均要求較薄，以減少氨氣和氧氣滲透進入生物濾器6內(nèi)部的傳質(zhì)阻力。所述的基質(zhì)5為內(nèi)含硝化菌與反硝化菌的中藥渣堆肥，無需專門接種馴化硝化菌，每天人工稱重生物濾器，根據(jù)減輕的質(zhì)量霧化噴補自來水維持基質(zhì)濕度在65 75%。所述的不銹鋼紗網(wǎng)3網(wǎng)孔尺寸為18目，既能將中藥渣堆肥圍護在生物濾器6內(nèi)部不使之漏灑出去，也能保證基質(zhì)5與雞舍內(nèi)空氣充分接觸。所述的鐵絲網(wǎng)4網(wǎng)格尺寸為2cmX2cm，剛性材質(zhì)，以防止基質(zhì)5填充后外壓導(dǎo)致不銹鋼紗網(wǎng)3外凸變形。四個側(cè)面采用不銹鋼紗網(wǎng)圍護的生物濾器與雛雞舍內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充高效除氨材料一中藥渣堆肥為基質(zhì)，氨氣依靠舍內(nèi)空間與生物濾器表面之間的濃度差動力，透過紗網(wǎng)從四個側(cè)面或直接從頂部滲透進入生物濾器內(nèi)部，一部分被基質(zhì)吸附/吸收由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嘈纬射@氮，其余部分被轉(zhuǎn)移至附著在基質(zhì)表面的生物膜層，小部分被微生物同化為有機氮，大部分被硝化菌轉(zhuǎn)化為亞硝氮與硝氮，當(dāng)生物濾器中溶氧量不足時部分亞硝氮與硝氮會被反硝化菌轉(zhuǎn)化為一氧化氮、一氧化二氮和氮氣等氣體。利用雛雞舍較為穩(wěn)定的溫度和相對濕度等環(huán)境條件，將生物濾器直接放置在舍內(nèi)原位降解氨氣，維持較高的微生物活性。將生物濾器設(shè)計成狹長形長方體，以減小氨氣與氧氣滲透進入生物濾器內(nèi)部的傳質(zhì)阻力；生物濾器的高度與窗戶和第三層雛雞籠齊平，以擴大氨氣與氧氣滲透的傳質(zhì)動力。通過減小氨氣與氧氣進入生物濾器傳質(zhì)阻力與擴大氣體進入生物濾器傳質(zhì)動力的方法，達到在舍內(nèi)原位無動力高效凈化氨氣的效果。生物濾器運行過程中，通過每天稱重生物濾器，根據(jù)減輕的質(zhì)量霧化噴補自來水，以維持基質(zhì)中均勻的目標(biāo)濕度。實施例1:
原位無動力生物過濾器6長1000米、寬150米、高240米(如圖2所示)，以不銹鋼板I為底面，以不銹鋼方管2為骨架，四個側(cè)面采用不銹鋼紗網(wǎng)3圍護，以保證基質(zhì)5與舍內(nèi)空氣接觸，外襯剛性鐵絲網(wǎng)4，以防止基質(zhì)5填充后外壓導(dǎo)致紗網(wǎng)3外凸變形。所用基質(zhì)5為堆肥后金銀花、延胡索和酸棗仁中藥渣，未接種馴化硝化菌。每個生物濾器內(nèi)填充基質(zhì)7.5千克(干重)。原位無動力生物濾器與一個完整的蛋雞育雛生產(chǎn)周期同步，累計運行70天。在長8.6米、寬6.2米、高2.2米的雛雞舍12內(nèi)與窗戶10和第三層雛雞籠11 (雛雞籠共四層總高1.8米)齊平的高度，布置四個原位無動力生物過濾器(如圖3所示)，分別是不補水生物濾器7、濕度50%生物濾器8、不補水生物濾器7和濕度70%生物濾器9。通過每天稱重濕度50%生物濾器8和濕度70%生物濾器9，根據(jù)減輕的質(zhì)量霧化噴水至濕度50%生物濾器8和濕度70%生物濾器9表面，維持目標(biāo)基質(zhì)濕度。不補水生物濾器7中基質(zhì)任由其自然干燥，基質(zhì)濕度由48%降至25%?；|(zhì)每7天采樣一次，直至育雛結(jié)束。將生物濾器沿長度方向均分成10個采樣區(qū)，每個采樣區(qū)之間距離為100 mm，試驗期間從一端往另一端依次取樣(如圖2所示)，可避免表層樣品與內(nèi)層樣品混雜。每次米樣時在一個米樣區(qū)取表層樣品與內(nèi)層樣品兩種樣品:表層樣品即生物濾器表面跟空氣接觸的基質(zhì)樣品，離表面的垂直距離不超過30 mm，從除底面外的3個大側(cè)面多點取樣，頂面上取樣點之間距離為75 mm，兩個側(cè)面上取樣點之間距離為120 mm，混勻制樣；內(nèi)層樣品即位于生物濾器上表面正中下方120 mm處的基質(zhì)，在表面基質(zhì)采樣完成后繼續(xù)下挖至120 mm處采樣，挖出的基質(zhì)先移出，完成采樣后回填。70天后不補水生物濾器7、濕度50%生物濾器8和濕度70%生物濾器9表層基質(zhì)與內(nèi)層基質(zhì)中累積的銨氮(NH4+-N)、亞硝氮(Ν02_-Ν)、硝氮(NCV-N)與三者之和總無機氮(TIN)含量如表I所示。表I生物濾器累積的各無機氮含量
權(quán)利要求
1.一種原位無動力生物濾器處理雛雞舍氨氣的方法，其特征在于:四個側(cè)面采用不銹鋼紗網(wǎng)圍護的生物濾器與雛雞舍內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合，內(nèi)部填充中藥渣堆肥為基質(zhì)，氨氣依靠舍內(nèi)空間與生物濾器表面之間的濃度差動力，透過紗網(wǎng)從四個側(cè)面或直接從頂部滲透進入生物濾器內(nèi)部，一部分被基質(zhì)吸附/吸收由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嘈纬射@氮；其余部分被轉(zhuǎn)移至附著在基質(zhì)表面的生物膜層，其余部分中，一部分被微生物同化為有機氮，另一部分被硝化菌轉(zhuǎn)化為亞硝氮與硝氮，當(dāng)生物濾器中溶氧量不足時部分亞硝氮與硝氮會被反硝化菌轉(zhuǎn)化為一氧化氮、一氧化二氮和氮氣氣體；利用雛雞舍較為穩(wěn)定的溫度和相對濕度的環(huán)境條件，將生物濾器直接放置在舍內(nèi)原位降解氨氣，維持微生物活性。
2.根據(jù)權(quán)利要I所述的一種原位無動力生物濾器處理雛雞舍氨氣的方法，其特征在于:將生物濾器設(shè)計成狹長形長方體，以減小氨氣與氧氣滲透進入生物濾器內(nèi)部的傳質(zhì)阻力；生物濾器高度與窗戶和第三層雛雞籠齊平，以擴大氨氣與氧氣滲透的傳質(zhì)動力；生物濾器運行過程中，通過每天稱重生物濾器，根據(jù)減輕的質(zhì)量霧化噴補自來水以維持基質(zhì)中均勻的目標(biāo)濕度。
3.用于權(quán)利要求1所述方法的一種原位無動力生物濾器，其特征在于:包括不銹鋼板(I)、不銹鋼方管(2)、不銹鋼紗網(wǎng)(3)、鐵絲網(wǎng)(4)、基質(zhì)(5)、生物濾器(6);生物濾器(6)以不銹鋼方管(2)為骨架構(gòu)成長方體，長方體底面為不銹鋼板(I)，四個側(cè)面用不銹鋼紗網(wǎng)(3)圍護為內(nèi)襯，四個側(cè)面用鐵絲網(wǎng)⑷作為外襯，長方體內(nèi)填充基質(zhì)(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種原位無動力生物濾器，其特征在于:所述的基質(zhì)(5)為內(nèi)含硝化菌與反硝化菌的中藥渣堆肥，維持基質(zhì)濕度在65 75%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種原位無動力生物濾器，其特征在于:所述的不銹鋼紗網(wǎng)(3)網(wǎng)孔尺寸為18目。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種原位無動力生物濾器，其特征在于:所述的鐵絲網(wǎng)(4)網(wǎng)格尺寸為2cmX2cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種原位無動力生物濾器處理雛雞舍氨氣的方法及其生物濾器。生物濾器為長方體，底面為不銹鋼板，四個側(cè)面用不銹鋼紗網(wǎng)圍護為內(nèi)襯，用鐵絲網(wǎng)作為外襯，長方體內(nèi)填充基質(zhì)。氨氣依靠濃度差由雞舍內(nèi)空間滲透進入生物濾器，一部分被基質(zhì)物理吸附/吸收形成銨氮；其余部分被微生物同化為有機氮和被硝化菌轉(zhuǎn)化為亞硝氮與硝氮，當(dāng)生物濾器內(nèi)溶氧量不足時部分亞硝氮與硝氮被反硝化菌轉(zhuǎn)化為一氧化氮、一氧化二氮和氮氣。生物濾器以中藥渣堆肥為基質(zhì)，形狀為狹長形長方體以減小氨氣和氧氣滲透進入生物濾器的傳質(zhì)阻力，高度與窗戶和第三層雛雞籠齊平以擴大氣體滲透的傳質(zhì)動力，達到原位無動力凈化的效果。本發(fā)明主要用于雛雞舍氨氣的凈化處理。
文檔編號B01D53/84GK103170239SQ20131008715
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者泮進明, 葉芳, 劉藝青 申請人:浙江大學(xué)