Крістіан Мейер, консультант зі свинарства Сільськогосподарської палати землі Шлезвіг-Гольштейн (Німеччина)
Як відомо, повітря, що виходить із свинарника, тхне. Через це страждає репутація свинарів. Вентиляційні фільтри здатні затримувати пил, нейтралізувати запахи й аміак. Та, ясна річ, коштують вони дорого. У статті подано огляд систем для очищення повітря.
Установки для очищення відпрацьованого повітря можуть затримувати пил, аміак і запахи (одоранти). Багато великих свинокомплексів у щільно заселених регіонах уже встановлюють собі вентиляційні фільтри. Позаяк відпрацьоване повітря зі свинарника має збиратися і спрямовуватися вентиляторами через очисну установку,проте такі установки очищення відпрацьованого повітря адаптовані лише для приміщень із примусовою вентиляцією (з/без центрального виведення повітря). Для свинарників із підстилкою ці установки не придатні, оскільки солома та пил перешкоджають належній роботі фільтрів.
Наразі на ринку представлені різні види фільтрів. Однак установка очищення відпрацьованого повітря має бути обов’язково сертифікованою або визнаною офіційними експертами, наприклад TÜV (Спілка працівників техдогляду). Однак сертифікація ще не є гарантією того, що система бездоганно працюватиме і у вашому свинарнику зокрема: часто установку спочатку слід підлаштувати індивідуально під умови певного господарства. Загальноприйняті процедури очищення відпрацьованого повітря це:
- біофільтр;
- очисник повітря;
- багатоступеневе очищення повітря комбінованими установками.
Кожен із цих трьох методів має свої переваги та недоліки, тож саме про це йдеться нижче.
Біофільтр працює без додавання кислоти
Біофільтри очищують пил і нейтралізують запах у повітрі. Вони мають модульні конструкції. Модулі встановлюють та скріплюють із підлоговими плитами і вони мають декілька шарів: спочатку йде шар повітря, що слугує камерою нагнітання, зверху – шар із каталізатором з дерев’яних дощок. На ньому розміщено ще один шар із грубо помеленого пластику або деревини, поверх нього – шар із грубо подрібнених щіпок або коріння дерев. Оскільки матеріал фільтра з часом компостується, його слід регулярно замінювати. Зрошувальна система здатна підтримувати фільтрувальний матеріал вологим.
Так працює біофільтр: вентилятор спрямовує відпрацьоване повітря із свинарника у нагнітальну камеру, де воно проходить знизу догори крізь усі шари фільтра. Шкідливі речовини мають спочатку перейти із газоподібного стану до рідкого, що робить їх доступними для живлення мікроорганізмів. Часточки пилу відділяються від повітря. У вологій плівці матеріалу фільтра одоранти розчиняються і за допомогою мікробного розщеплення видаляються. Продукти розпаду фільтрації – це біомаса, діоксид вуглецю, вода, тепло й солі.
Максимальне навантаження на фільтровану площу обмежене. Квадратний метр біофільтра може очистити відпрацьоване повітря від приблизно 4–5 свиней (масою 120 кг). Аби уникнути перенавантаження фільтра, слід враховувати кінцеву масу тварин ще під час планування встановлення фільтра.
Переваги та недоліки біофільтрів
+ не потрібно використовувати кислоти;
+ добре виділення в осад пилу і одорантів;
+ жодних витрат промивного розчину;
+ дуже проста наочна система.
- недостатня нейтралізація аміаку;
- вплив на продуктивність зовнішніх чинників: сонця та дощу;
- висока потреба у площині;
- велике споживання енергії вентилятором;
- необхідні постійні сервісні роботи (регулювання вологості, заміна щіпок).
Скрубер відпрацьованого повітря працює вертикально
Скрубери відпрацьованого повітря (газоочисники) зменшують вміст пилу, аміаку і одорантів у ньому. Відпрацьоване повітря свинарника знову виводиться за допомогою вентиляторів у камеру нагнітання, де воно обробляється (видаляються грубі частки пилу). Фільтр сам слугує водяним резервуаром із місткістю мінімум 0,6 м3/м2 монтованої площі фільтра. Звідти повітря спрямовується у наступний фільтрувальний пакет завтовшки 1,2 м із пластикових сот, де містяться мікроорганізми, які забезпечують очищення від пилу та аміаку та нейтралізують запах. Для роботи мікроорганізми потребують вологе середовище, тому зрошувальна установка утримує пластиковий матеріал вологим зверху.
Промивна вода викачується із ємностей із прісною водою у головні форсунки. Вона має бути слабокислою (рН 6,5–6,8) та постійно циркулювати. Аміак, завдяки добрій водорозчинності, вимивається в ємностях. Коли вода насичується, одну частину її відкачують і замінюють свіжою. Процес промивання регулюють електропровідністю промивного розчину.
Після того як відпрацьоване повітря пройде крізь шар із пластикових сот, воно матиме високий вміст вологи і накопичуватиметься на краплевіддільнику , який зменшує випаровування промивної води. Залежно від моделі вертикальний фільтр може очищувати повітря від 18 гол/м2 фільтрованої поверхні.
Переваги та недоліки скрубера
+ добре відділення пилу, одорантів та аміаку;
+ не потребує додавання кислот;
+ працює самостійно.
- значні витрати води;
- велике споживання енергії циркуляційним насосом;
- вимірювальні прилади потребують ремонтів.
Горизонтальний хімічний очисник
Класичний хімічний очисник використовують рідко, оскільки застосування сильних кислот є ризикованим. Частіше використовують комбіновані багатоступеневі установки очищення. Існують різні варіанти конструкцій установок, приміром із хімічним і біологічним ступенем очищення. В такій установці відпрацьоване повітря вентилятором витискається в очисник, де містяться ламельні очисні стінки. Перша стінка, зволожена підкисленою водою (рН<4), відділяє аміак і пил. Позаяк розчинений аміак сприяє підвищенню рівня рН, розчин постійно підкислюють додаванням сірчаної кислоти. Промивна вода зберігається у танку з матеріалу, стійкому до кислот. Наприкінці першого рівня очищення відпрацьоване повітря проходить крізь краплевіддільник. Задля видалення решток і розщеплення одорантів друга стінка з пластиковою насадкою постійно зволожується водою із резервуара. Мікроорганізми на пластиковій насадці утворюють біоплівку, яка розщеплює одоранти. Після другого рівня очищення повітря перед тим як вийти із фільтра знову проходить крізь краплевіддільник. Промивну воду постійно оновлюють (додають свіжу). Такий фільтр може обслуговувати приблизно 41 гол. свиней на 1 м2/год.
Переваги та недоліки багатоступеневого очищення відпрацьованого повітря
+ незначне споживання води порівняно із біофільтром;
+ дуже добре відділення пилу та аміаку.
- застосування сірчаної кислоти може бути небезпечним;
- недостатнє очищення від запахів без наявності ступеня біофільтра;
- підвищені витрати на зберігання, кислоти, циркуляційні насоси.
Ціна питання
Очищення відпрацьованого повітря коштує 6–10 євроцентів/кг забійної маси свиней. Точніша цифра залежить від багатьох чинників: умов утримання тварин та забезпечення необхідних норм повітря, живої маси тварин до і після розміщення їх у приміщенні, стратегії годівлі, кормоприготування та багатьох інших. Важливішим за покупну цінує розмір поточних витрат. Що більшою є установка, то вигіднішим буде її придбання та технічне обслуговування. Та вирішальними все ж є витрати на 1 кг забійної маси.
Хімічні очисники та комбіновані установки працюють, використовуючи малу кількість промивної води (50–150 л/відгодівельне місце у рік), однак потребують багато кислоти. Вартість таких установок тримається на середньому ціновому рівні. Біофільтр є найвигіднішим із трьох описаних у статті установок, однак навряд чи впорається із очищенням від аміаку.
Погляд у майбутнє
Фільтри відпрацьованого повітря дедалі частіше виготовляють індивідуально для кожного господарства, що робить співпрацю з будівельниками свинарських приміщень ще важливішою. В майбутньому очисні системи вдосконалюватимуться аби ліпше інтегруватися у системи вентиляції. Очисник повітря в комбінації з теплообмінником уже є на ринку, проте він потребує подальших випробувань і вдосконалень. Виклики найближчих років – це підготування промивної води та простий, але точний контроль фільтрувальних установок.
