張錦瑞，申仲健，吳中紅，韓 華，張 穎，莊晏榕，劉繼軍，王美芝*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100193；2.新希望六和股份有限公司，北京 100102；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，北京 100083；4.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

現(xiàn)代化集約養(yǎng)豬生產(chǎn)排放的惡臭氣體、氨氣（NH）、揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）、顆粒物（Particulate Matter，PM）和細(xì)菌等氣態(tài)污染物帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日益凸顯。目前，畜舍采取的減排措施可分為源頭減排、過(guò)程控制和末端減排三大類(lèi)。末端減排裝置主要包括生物過(guò)濾、濕洗滌過(guò)濾和二者結(jié)合的聯(lián)合裝置，與生物過(guò)濾相比，濕洗滌過(guò)濾產(chǎn)生的壓降較小。目前，新建規(guī)?；i場(chǎng)為保障生物安全，在新風(fēng)過(guò)濾端增設(shè)過(guò)濾棉裝置，該裝置運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的壓降較大，為減小尾端洗滌器壓降對(duì)風(fēng)機(jī)性能的損耗，多數(shù)豬場(chǎng)采用濕洗滌器作為除臭裝置。

國(guó)外針對(duì)濕洗滌器的研究多集中于評(píng)價(jià)實(shí)際運(yùn)行效果、探討影響因素和建立反應(yīng)模型等。國(guó)內(nèi)在此方面研究較少，集中于濕洗滌器的設(shè)計(jì)和模型試驗(yàn)。目前，國(guó)內(nèi)外大部分研究?jī)H以短時(shí)間內(nèi)NH的過(guò)濾效果作為單一參數(shù)評(píng)價(jià)裝置的運(yùn)行效果，缺乏洗滌器針對(duì)不同組分的綜合減排效果評(píng)價(jià)；采用的洗滌劑均為中強(qiáng)性酸溶液（硫酸、檸檬酸等），受運(yùn)輸、駐存和成本等因素影響，中強(qiáng)性酸溶液不適用于國(guó)內(nèi)豬場(chǎng)。次氯酸具有特殊氣味，對(duì)臭氣具有一定掩蔽性，殺菌效果良好；相較于其他洗滌劑，次氯酸可達(dá)到同樣的除臭效果。因此，探究次氯酸洗滌器針對(duì)豬舍不同組分排風(fēng)污染物的實(shí)際應(yīng)用效果具有重大意義。本試驗(yàn)旨在評(píng)價(jià)規(guī)?；i場(chǎng)中的次氯酸洗滌器的實(shí)際運(yùn)行效果，監(jiān)測(cè)過(guò)濾前后的NH、VOCs、臭氣濃度、顆粒物和細(xì)菌濃度，核算裝置運(yùn)行成本，以期為畜禽養(yǎng)殖廢氣濕洗滌器中洗滌劑的合理選擇和綜合評(píng)價(jià)提供參考。

1 材料與方法

1.1 豬舍與洗滌器 2021 年9 月1 日—9 月15 日于北京市新希望某樓房豬場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，該樓房共5 層，每層4 個(gè)單元，1 個(gè)豬舍單元的建筑尺寸為長(zhǎng)52.8 m×寬23.4 m，因試驗(yàn)期間人力物力有限，僅選取底層妊娠豬舍的1 個(gè)單元作為試驗(yàn)豬舍，舍內(nèi)共有4 列群養(yǎng)欄，每列17 個(gè)豬欄，每個(gè)豬欄尺寸5.4 m×3.0 m；舍內(nèi)共飼養(yǎng)妊娠豬406 頭。試驗(yàn)豬舍夏季采用濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)降溫。每個(gè)豬舍單元排風(fēng)側(cè)有6 臺(tái)直徑為190 cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)，2 臺(tái)直徑為120 cm 負(fù)壓變頻風(fēng)機(jī)；濕簾端有6 臺(tái)直徑為80 cm 正壓變頻風(fēng)機(jī)。試驗(yàn)期間，開(kāi)啟2臺(tái)直徑為190 cm 負(fù)壓風(fēng)機(jī)和6 臺(tái)直徑為80 cm 正壓風(fēng)機(jī)。豬舍內(nèi)清糞方式為刮糞板清糞，清糞頻率為2 次/d，時(shí)間為8:00—10:00 和16:00—17:00。飼喂方式為機(jī)械自動(dòng)飼喂，每日飼喂1 次，飼喂時(shí)間為15:00。

洗滌器主要由主控室、氣體流量平衡室、蓄液池和噴霧洗滌墻4 個(gè)單元組成，位于豬舍末端負(fù)壓風(fēng)機(jī)組外側(cè)，如圖1。氣體流量平衡室用于穩(wěn)定平衡風(fēng)機(jī)端排出廢氣的流量和濃度；蓄液池位于噴霧洗滌墻下方，便于濾液的循環(huán)使用；噴霧洗滌墻包括濾料和安裝有噴嘴的噴淋管道，濾料厚度為900 mm，材質(zhì)為耐酸性的共聚聚丙烯，比表面積為125 m/m，孔隙率為97%；噴嘴為錐形噴嘴，均勻排布于濾墻的上、中、下3 列，每列19 個(gè)噴嘴，洗滌液流量為50 m/h，空床停留時(shí)間（Empty Bed Resident Time，EBRT）為0.3 s。

1.2 洗滌器運(yùn)行參數(shù)設(shè)置 試驗(yàn)過(guò)程中，9 月4 日8:00—12:00 排空蓄液池并注清水至高水位線(xiàn)，9 月1 日—9 月3 日和9 月6 日—9 月15 日，每日08:00 和18:00 將洗滌劑（有效氯濃度為30% 的次氯酸）投入主控室內(nèi)的儲(chǔ)液罐，混勻后通過(guò)管道輸送至蓄液池內(nèi)，一個(gè)儲(chǔ)液罐每次投放洗滌劑2 kg（平均每個(gè)單元投放500 g/次），設(shè)置每天添加洗滌劑時(shí)，蓄液池內(nèi)有效氯濃度不低于30mg/L；9 月4 日—5 日未添加洗滌劑。洗滌器間歇運(yùn)行，開(kāi)啟4 min，暫停8 min，每12 min 為1 個(gè)循環(huán)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法 試驗(yàn)過(guò)程中，連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)濾前后的NH和氣體流量平衡室內(nèi)溫濕度，分時(shí)段多次監(jiān)測(cè)過(guò)濾前后VOCs、臭氣濃度、顆粒物濃度[PM1、PM2.5、PM4、PM10 和總懸浮微粒（Total Suspended Particulate，TSP）]、細(xì)菌濃度、墻體內(nèi)外側(cè)風(fēng)速和風(fēng)機(jī)斷面風(fēng)速，并記錄每日耗水量、耗電量和耗酸量。具體監(jiān)測(cè)方法與所用儀器如表1，測(cè)點(diǎn)示意圖如圖1。

表1 監(jiān)測(cè)指標(biāo)和方法

圖1 洗滌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)示意圖

1.3.1 NH共設(shè)12 個(gè)采樣點(diǎn)依次采集分析氣體樣品；過(guò)濾前后端各設(shè)6 個(gè)測(cè)點(diǎn)，為了避免外界風(fēng)速對(duì)氣體濃度的稀釋干擾作用，過(guò)濾后端的6 個(gè)采樣點(diǎn)周?chē)O(shè)置保護(hù)性管道（聚四氟乙烯管，長(zhǎng)度50 cm，內(nèi)徑88.9 mm，外徑90 mm）。使用INNOVA1512 光聲氣體監(jiān)測(cè)儀（Luma Sense 公司，丹麥）監(jiān)測(cè)NH濃度。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，測(cè)量開(kāi)始前，制造商對(duì)分析儀進(jìn)行了校準(zhǔn)；測(cè)量結(jié)束后，將儀器送往北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院再次校準(zhǔn)分析（證書(shū)編號(hào)：EA21Z-AC100040）。

1.3.2 VOCs 和臭氣濃度 在2021 年9 月3 日—9 月9日的7 個(gè)采樣日采集分析氣味樣本，同時(shí)采集過(guò)濾前后的氣體樣品，共計(jì)4 個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)距離地面約1.5m。14:00—16:00 進(jìn)行采樣，次日對(duì)樣品的VOCs和臭氣濃度進(jìn)行分析。每個(gè)采樣點(diǎn)使用大容量真空箱氣體采樣儀（2083 型，青島嶗應(yīng)環(huán)境科技有限公司）采集3 L 樣品，正式采樣前，用被測(cè)氣體沖洗采樣袋3 次，有效避免采樣殘留對(duì)下次采樣的影響，取第3 次采樣的氣體用作分析。

VOCs 的濃度分析按照《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 固相吸附-熱脫附／氣相色譜-質(zhì)譜法》（HJ 734-2014）進(jìn)行。臭氣采用國(guó)標(biāo)《空氣質(zhì)量惡臭的測(cè)定3 點(diǎn)比較式臭袋法》（GBT 14675-1993）測(cè)定。

1.3.3 細(xì)菌和顆粒物 分別于2021 年9 月3 日、9 月6日和9 月7 日14:00—17:00 采樣分析過(guò)濾前后的細(xì)菌和顆粒物濃度，其中，細(xì)菌在墻體內(nèi)外側(cè)各有3 個(gè)采樣點(diǎn)，PM 在墻體內(nèi)外側(cè)各有6 個(gè)采樣點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)高度為1.5 m。

細(xì)菌由微生物氣溶膠采樣器（2010 型，青島嶗應(yīng)環(huán)境科技有限公司）采集，連接安德森六級(jí)采樣頭，以流量28.3 L/min 抽取空氣，采樣時(shí)間為1 min。采樣后，營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)皿由電熱恒溫培養(yǎng)箱（303-0，尚誠(chéng)儀器）培養(yǎng)形成肉眼可見(jiàn)的菌落，計(jì)數(shù)后計(jì)算空氣中活菌體的濃度。

顆粒物濃度由四通道手持式顆粒物檢測(cè)儀（831 型，MetOne）測(cè)得，測(cè)量精度為±10%，量程0～1 000 μg/m，流量為2.83 L/min，取樣時(shí)間60 s。采樣前，使用自?xún)暨^(guò)濾器（P/N：80846）對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)零校正，試驗(yàn)開(kāi)始前，制造商對(duì)分析儀進(jìn)行了校準(zhǔn)；使用后送往北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試（證書(shū)編號(hào)為EB21SEF100505）。

1.3.4 溫濕度和風(fēng)速 在氣體流量平衡室內(nèi)（洗滌墻體內(nèi)側(cè)）、洗滌墻體外側(cè)和舍外空曠處分別均勻布置2 個(gè)溫濕度自記儀（型號(hào)為WSZY-1，北京天建華儀科技發(fā)展有限公司，測(cè)量范圍分別為-40～100℃和0%～100%；不確定度：溫度≤±0.3℃、相對(duì)濕度≤±3%）自動(dòng)監(jiān)測(cè)溫度和相對(duì)濕度，測(cè)點(diǎn)高度為1.5 m，設(shè)置儀器每隔10 min記錄1 次數(shù)據(jù)。

為確定通過(guò)洗滌器的氣體流量，即豬舍的通風(fēng)量，采用13 點(diǎn)風(fēng)機(jī)斷面實(shí)測(cè)法確定總通風(fēng)量。此外，連續(xù)3 d 監(jiān)測(cè)洗滌墻內(nèi)外側(cè)的平均風(fēng)速，均勻選取18 個(gè)測(cè)點(diǎn)，分為上、中、下3 列，每列6 個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)1 min。風(fēng)速采用無(wú)線(xiàn)萬(wàn)向風(fēng)速風(fēng)溫記錄儀測(cè)定（WWFWZY-1 型，北京天建華儀科技發(fā)展有限公司，測(cè)量范圍分別為0.05～30 m/s 和-20～80 ℃、溫度≤±0.5℃）。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，測(cè)量開(kāi)始前，將溫濕度自計(jì)儀和風(fēng)速儀送往北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試（證書(shū)編號(hào)分別為RA21S-GA021032 和EB21Z-EA100366）。

1.3.5 耗水量、耗酸量和耗電量 試驗(yàn)期間，洗滌器每日自動(dòng)補(bǔ)水，在液體循環(huán)泵進(jìn)水端安裝水表，水泵控制單層豬舍洗滌器的用水，故監(jiān)測(cè)單層豬舍的洗滌器每日總用水量，每日08:00 讀數(shù)1 次。同時(shí)每天記錄液體循環(huán)泵開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)及開(kāi)啟期間的壓力值與實(shí)際耗損酸劑量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用Microsoft Excel 2021 軟件初步處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行相關(guān)性分析與顯著性分析，<0.05 為顯著差異。

對(duì)每種廢氣污染物去除效率（Removal Efficiency）的計(jì)算基于過(guò)濾前濃度C（mg/m）和過(guò)濾后濃度C（mg/m），具體計(jì)算如式（2）。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫濕度和風(fēng)速 由表2 可知，墻體內(nèi)側(cè)平均溫差較小，范圍為18.2～26.4℃。墻外溫度受到室外氣候變化的影響，日波動(dòng)幅度較大，范圍為13.8～33.8℃。當(dāng)空氣流經(jīng)洗滌墻時(shí)，平均相對(duì)濕度呈上升趨勢(shì)，平均升高4.6%。由于蒸發(fā)作用的影響，墻內(nèi)的相對(duì)濕度會(huì)影響洗滌墻中的用水量。

表2 墻體內(nèi)外側(cè)溫濕度、風(fēng)速和風(fēng)機(jī)端排風(fēng)風(fēng)速

試驗(yàn)期間測(cè)得豬舍2 臺(tái)190 cm 風(fēng)機(jī)斷面的平均風(fēng)速為7.31 m/s，計(jì)算得到豬舍通風(fēng)量為2.87 m/（h·kg）（豬只體重約為125 kg/頭）。高于《規(guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理》（GB/T 17824.3-2008）推薦的0.60 m/（h·kg）和美國(guó)MWPS（Midwest Plan Service）中推薦的1.70 m/（h·kg）。豬舍空氣經(jīng)由負(fù)壓風(fēng)機(jī)統(tǒng)一排出后，到達(dá)氣體流量平衡室，平衡氣體流量和濃度，從而降低洗滌墻的進(jìn)風(fēng)風(fēng)速，即墻體內(nèi)側(cè)風(fēng)速；墻體內(nèi)側(cè)平均風(fēng)速為0.99 m/s，表明豬舍排出的空氣在氣體流量平衡室得到了一定程度平衡，但墻體內(nèi)側(cè)風(fēng)速分布的均勻性較低，與風(fēng)機(jī)水平相對(duì)的區(qū)域的最高風(fēng)速可達(dá)4.24 m/s；墻體外側(cè)風(fēng)速分布較為均勻，平均風(fēng)速為0.23 m/s，范圍為0.14～0.32 m/s。

2.2 空氣質(zhì)量指標(biāo)濃度和去除效率 如表3 和表4 所示，試驗(yàn)期間，洗滌器對(duì)NH、VOCs、臭氣濃度、PM10、TSP 和細(xì)菌均具有一定的去除效果；對(duì)PM1、PM2.5和PM4 的去除效果不理想，去除后的組分濃度稍高于去除前。

表3 過(guò)濾前后空氣質(zhì)量指標(biāo)平均濃度值

表4 過(guò)濾后空氣質(zhì)量指標(biāo)的去除效率 %

2.2.1 NH次氯酸洗滌器對(duì)NH的平均去除效率（Average Removal Efficiency，ARE）為39.4%，范圍為10.8%～66.0%，過(guò)濾前NH的平均濃度為3.2 mg/m，范圍為1.4～6.1 mg/m；過(guò)濾后NH平均濃度為1.9 mg/m，范圍為1.1～2.8 mg/m，NH的水溶性較強(qiáng)，且堿性氣體可以較好地與酸性溶液發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，進(jìn)而更好地降低NH的排放。

由圖2 可知，相較于9 月3 日，9 月4 日NH的ARE 明顯上升，分別為39.2% 和45.3%（<0.05），且9 月3 日和9 月4 日過(guò)濾前平均NH濃度無(wú)顯著性差異。分析原因?yàn)? 月4 日排空蓄液池，重新注入清水至高水位線(xiàn)，定期更換畜液池內(nèi)清水有利于提高NH去除效率。試驗(yàn)過(guò)程中，9 月4 日和9 月5 日未在洗滌器中添加洗滌劑，每日ARE 分別為45.3%和47.1%，均高于試驗(yàn)期間NH的ARE，表明在更換畜液池內(nèi)清水的初期，未添加洗滌劑的洗滌器可對(duì)NH達(dá)到良好的去除效果。9 月6 日添加洗滌劑后，NH的每日ARE（43.1%）低于9 月5 日（47.1%），添加洗滌劑并未大幅提高NH的ARE，可能原因?yàn)樾笠撼貎?nèi)液體的循環(huán)使用導(dǎo)致畜液池內(nèi)液體污染物的累積，制約了洗滌劑的過(guò)濾效果，與Heyden 等的研究結(jié)果一致；同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，NH的ARE 有明顯下降趨勢(shì)，9 月13 日—14 日，NH的每日ARE 分別為29.8% 和25.4%，均低于儀器運(yùn)行過(guò)程中NH的ARE（39.4%），因此，需定期更換畜液池內(nèi)液體以提高NH的去除效率，但因試驗(yàn)條件受限，更換頻率尚需進(jìn)一步試驗(yàn)探究。

圖2 NH3 過(guò)濾前平均濃度和去除效率

由圖3 可知，NH的ARE 與過(guò)濾前濃度的變化趨勢(shì)相似，均呈雙駝峰變化規(guī)律，相關(guān)系數(shù)為0.95，表明NH的去除效率與底物濃度存在較強(qiáng)的相關(guān)性，與Heyden 等的研究結(jié)果一致。NH濃度較低時(shí)（<10 mg/m），NH去除效率與底物濃度呈正相關(guān)；NH濃度較高時(shí)（>10 mg/m），去除效率與底物濃度呈負(fù)相關(guān)。畜禽舍內(nèi)的NH源主要為動(dòng)物糞便、尿液和剩余飼料，NH的排放量受到舍內(nèi)通風(fēng)量和清糞模式等因素的影響。試驗(yàn)期間，豬舍通風(fēng)量保持恒定，豬只清糞時(shí)間為8:00—10:00 和16:00—17:00，此時(shí)，舍內(nèi)NH排放量均處于波峰。同時(shí)，每日08:00和18:00 將洗滌劑（有效氯濃度為30% 的次氯酸）投入主控室內(nèi)的儲(chǔ)液罐中，混勻后通過(guò)管道輸送至蓄液池內(nèi)，此時(shí)蓄液池中次氯酸濃度的升高，一定程度上促進(jìn)了NH去除效率的提升。

圖3 NH3 過(guò)濾前濃度和去除效率日變化

2.2.2 VOCs 和臭氣 由圖4 和表3 可知，試驗(yàn)期間，VOCs 和臭氣濃度的ARE 分別為30.6% 和50.1%。過(guò)濾前的VOCs 和臭氣的平均濃度分別為6.1 mg/m和97（無(wú)量綱），過(guò)濾后的VOCs 和臭氣的平均濃度分別為4.2 mg/m和42.5。

圖4 VOCs 和臭氣過(guò)濾前后平均濃度

2.2.3 顆粒物（PM） 由圖5 和表3 可知，次氯酸洗滌器對(duì)PM10 和TSP 的ARE 分別為7.8% 和30.1%。過(guò)濾前的PM10 和TSP 的平均濃度分別為112.3、192.3 μg/m，過(guò)濾后的PM10 和TSP 的平均濃度分別為97.7、135.2 μg/m，符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB162971996）中規(guī)定的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（PM10<150 μg/m）。濕洗滌器對(duì)PM1、PM2.5 和PM4 并未實(shí)現(xiàn)明顯的去除效果，均呈過(guò)濾后的濃度高于過(guò)濾前，ARE 分別為-79.8%、-57.3%和-60.6%，過(guò)濾后的PM2.5 濃度符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限值（<75 μg/m）。

圖5 顆粒物過(guò)濾前后平均濃度

2.2.4 細(xì)菌 由表3 和圖6 可知，細(xì)菌的ARE 為50.1%，范圍為22.8%～92.3%；過(guò)濾前的細(xì)菌濃度范圍為（5.4～28.5）×10CFU/m；過(guò)濾后的細(xì)菌濃度范圍為（2.2～8.6）×10CFU/m。次氯酸洗滌器對(duì)細(xì)菌有一定去除效果，但效果不穩(wěn)定，與蓄液池內(nèi)每日有效氯濃度的動(dòng)態(tài)變化相關(guān)，也可能由于采樣次數(shù)較少（n=3）。Li 等試驗(yàn)結(jié)果表明，pH 為5.5、有效氯濃度為50 mg/L 的次氯酸對(duì)豬場(chǎng)常見(jiàn)病原菌有快速高效的殺滅效果。本試驗(yàn)中細(xì)菌的去除效率低于90%（可用于臨床消毒的細(xì)菌殺滅率），可能由于次氯酸洗滌器中EBRT較小，僅為0.3 s。此外，舍內(nèi)豬只和人員每日活動(dòng)的變化，致使進(jìn)入洗滌器的空氣中的細(xì)菌濃度存在一定差異?！兑?guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)與環(huán)境管理》（GB/T 17824.3-2008）規(guī)定，空懷妊娠母豬舍內(nèi)細(xì)菌總數(shù)應(yīng)低于6×10CFU/m，表明舍內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生狀況有待改善。

圖6 細(xì)菌過(guò)濾前后平均濃度

2.2.5 耗水量、耗酸量和耗電量 由表5 可知，單層洗滌器的每日耗水量為11.81 m，15 d 排污1 次，排空蓄水池內(nèi)所有污水，因此每月（30 d）耗水量為11.811×30+38.605×2=431.54 m，每月排污量為77.21 m。洗滌器的額定功率為18.4 kW，每天有效運(yùn)行時(shí)間為8 h，開(kāi)啟時(shí)2 個(gè)循環(huán)水泵的壓力值分別為0.227 Mpa 和0.226 Mpa，因此每日耗電量為147.2 kW/h。每日耗酸量為4 kg（有效氯濃度為30%）。因此，綜合計(jì)算可得，每日運(yùn)行成本為231.91 元，平均每只豬的過(guò)濾除臭成本為0.117 元/（頭·d），低于硫酸洗滌器綜合運(yùn)行成本[0.178 元/（頭·d）]。

表5 耗水量和排污量

3 討 論

濕洗滌器是一種充滿(mǎn)惰性或無(wú)機(jī)濾料的反應(yīng)器，儀器連續(xù)或間歇地噴灑液體以保持填料濕潤(rùn)，畜舍排出的空氣通過(guò)洗滌器排出，使可溶性氣體（如NH）從氣相轉(zhuǎn)移到液相。本試驗(yàn)中，NH的ARE 低于Zhao 等、Hadlocon 等的研究，可能原因?yàn)樯醿?nèi)NH濃度較低，且通風(fēng)量較高，風(fēng)量較高會(huì)降低氣體在洗滌器中的停留時(shí)間，減少可用的傳質(zhì)接觸時(shí)間，從而導(dǎo)致較低的去除效率。Chein 等認(rèn)為，濕洗滌器針對(duì)高風(fēng)量（>500 m/min）、低濃度的NH（<4 mg/m）的去除效果較為不理想，可使用低濃度的噴霧/濾質(zhì)表面活性劑對(duì)洗滌器進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，但會(huì)大幅度提升運(yùn)行成本。除此之外，洗滌器中濾液為次氯酸，次氯酸酸性較弱，一定程度上制約了NH的酸堿中和反應(yīng)。Li 等研究表明，在次氯酸洗滌劑中添加HCl，調(diào)節(jié)pH 至1.35，對(duì)NH的去除效率可達(dá)55.8%。

本試驗(yàn)中VOCs 的ARE 稍低。目前尚未有文獻(xiàn)記載酸洗滌器中VOCs 的具體去除效果，但生物濾池對(duì)低濃度的有機(jī)酸、醛類(lèi)等VOCs 氣體有很好的處理效果，ARE 為59%～63%，具體影響因素與填料選取、掛膜微生物種類(lèi)、進(jìn)氣種類(lèi)和氣體停留時(shí)間等因素有關(guān)。因此，針對(duì)豬舍排出廢氣的復(fù)雜成分和理化性質(zhì)的不同，需采用復(fù)合多級(jí)式過(guò)濾器，串聯(lián)酸洗和生物過(guò)濾裝置，綜合提高廢氣處理的效率；但復(fù)合多級(jí)式過(guò)濾器在增加氣體停留時(shí)間的同時(shí)，產(chǎn)生較大壓降，會(huì)進(jìn)一步折損風(fēng)機(jī)的性能，因此在豬舍中選用末端除臭裝置時(shí)，應(yīng)綜合舍內(nèi)通風(fēng)模式與投資成本選取合理配置。

Zhao 等試驗(yàn)結(jié)果表明，酸洗滌器對(duì)大粒徑的顆粒物的去除效果更好，對(duì)PM10 的去除效果優(yōu)于PM2.5。本試驗(yàn)中，濕洗滌器對(duì)PM1、PM2.5 和PM4并未實(shí)現(xiàn)明顯的去除效果，均呈過(guò)濾后的濃度高于過(guò)濾前，ARE 分別為-79.8%、-57.3%和-60.6%。分析原因可能為噴淋洗滌后會(huì)有小顆粒水霧飄出，導(dǎo)致PM1、PM2.5、PM4 讀數(shù)變大；且試驗(yàn)期間舍外PM2.5 平均濃度（14.7 μg/m）高于過(guò)濾前的PM2.5 濃度（7.5 μg/m），舍外的氣候條件在一定程度上影響了過(guò)濾后的顆粒物濃度。

過(guò)濾前PM1、PM2.5、PM4 和PM10 分別占顆粒物總濃度的2.2%、3.9%、10.1% 和58.4%；過(guò)濾后PM1、PM2.5、PM4 和PM10 分別占顆粒物總濃度的5.9%、9.5%、22.6%和72.3%。豬舍內(nèi)顆粒物的濃度和排放與舍內(nèi)的通風(fēng)率、相對(duì)濕度及豬的活動(dòng)量、飼養(yǎng)管理、體重及育肥狀態(tài)有關(guān)。本試驗(yàn)豬舍末端排出的顆粒物TSP 濃度較低，低于大部分文獻(xiàn)中的數(shù)值，可能原因是試驗(yàn)豬舍豬只飼養(yǎng)密度過(guò)低、通風(fēng)量較大等。將過(guò)濾前后空氣中的細(xì)菌濃度按大小范圍進(jìn)一步分類(lèi)。過(guò)濾前，細(xì)菌主要附著于Andersen 采樣器的前5 個(gè)階段，該采樣器的前五級(jí)采樣頭捕獲了1.1～7.0 μm 粒徑的顆粒。前5 個(gè)階段的細(xì)菌總數(shù)占洗滌前空氣中細(xì)菌總數(shù)的91.0%，僅有9.0% 的顆粒附著于第六級(jí)的采樣頭上，粒徑范圍為0.65～1.1 μm，與Zhao 等研究結(jié)果一致。根據(jù)Andersen 采樣器各個(gè)階段采集的細(xì)菌數(shù)據(jù)，1～6級(jí)的ARE 分別為57.1%、45.8%、36.7%、34.9%、48.0%和9.6%；洗滌器對(duì)粒徑超過(guò)7.0 μm 的細(xì)菌顆粒去除效果最好，對(duì)粒徑范圍為0.65～1.1 μm 的細(xì)菌顆粒的去除效果最差，與顆粒物的去除效果呈現(xiàn)相同的趨勢(shì)，即濕洗滌器對(duì)大粒徑的顆粒物的去除效果更好。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，次氯酸洗滌器對(duì)豬舍排放NH、臭氣和VOCs 的ARE 分別為39.4%、50.1% 和30.6%，對(duì)細(xì)菌、TSP 和PM10 的ARE 分別為50.1%、30.1% 和7.8%，對(duì)PM1、PM2.5 和PM4 的 ARE 分 別為-79.8%、-57.3%和-60.6%。濕洗滌器對(duì)大粒徑的顆粒物的去除效果更好。臭氣的ARE（50.1%）高于NH和VOCs（39.4%和30.6%），表明僅采用單一指標(biāo)（如NH）的去除效率，來(lái)評(píng)價(jià)次氯酸洗滌器的運(yùn)行效果，較為不完善。單層豬舍（可飼養(yǎng)2 000 頭空懷妊娠豬，飼養(yǎng)密度為2.22m/ 頭）的洗滌器平均每日耗水量為11.81 m，每月排污量為77.21 m，豬只平均過(guò)濾除臭成本為0.117 元/（頭·d）。