引(yǐn)言:
很多(duō)研究和(hé)現實都證實(shí)病毒的傳(chuán)播最主要是通過空氣傳播進行,而且空氣傳播是造成(chéng)陰性豬場重(chóng)新感(gǎn)染的常見原因,因此對空(kōng)氣進行有效的過濾是阻(zǔ)隔病毒最有(yǒu)效的方式,多(duō)年的臨床應(yīng)用和研究證(zhèng)實通(tōng)空氣濾係統可以顯著地切斷病原體在動物中空氣傳播途徑,被越(yuè)來越多的規模化豬場所接受,特別是公豬站與GGP場。
一、空氣過濾器定義、分類、工(gōng)作方式
空氣過濾器(Air Filter)是指空氣過濾裝置,是通過多孔過濾材料的作用從氣固兩相(xiàng)流中捕集粉(fěn)塵(chén),並使氣體得以淨化的設備,獲得能夠達到標準的潔淨(jìng)空氣,常用通風用過(guò)濾器是針對空氣中的不同粒徑的粉塵粒子進行捕捉、吸附,使空氣質量提高,一般用於潔淨車間、潔淨(jìng)廠(chǎng)房、實驗室及潔淨室,或者用(yòng)於電子機械(xiè)通信設備等的防塵,原型是人們為(wéi)保護呼吸而使用的呼(hū)吸保護器。
序號分類功能作用
1初效過(guò)濾器去除≥5μm的塵埃粒子 ,初阻力≤50Pa在(zài)空氣淨化係統中作為預過濾器保護中效和高效過濾器和其他配件以延長它們的使用壽命。
2中效過濾器去除≥1.0μm的塵埃粒子,
初阻力≤80Pa在空(kōng)氣淨化係統中作(zuò)為中間過濾器 減(jiǎn)少高效(xiào)過濾器(qì)的負荷,延長高效和其他配件的使用壽(shòu)命。
3亞高效過濾器去除≥0.5μm的塵埃粒子,初阻力≤120Pa在空氣淨化係統中作中間(jiān)過濾器 在低級淨化係統中可做終端過濾器使用
4高(gāo)效過濾器去除(chú)≥0.3μm的塵埃粒(lì)子(zǐ),
初(chū)阻力≤220Pa在空氣淨化係統中的終(zhōng)端過濾器 高級別潔淨室中(0.3μm潔淨室)必須使用的終端淨化設備
5超(chāo)高效過濾器去除≥0.1μm的塵埃粒子,初阻(zǔ)力≤280在空氣淨(jìng)化係統中的終端過濾器 高級別潔淨室中(0.1μm潔淨室)必須使用的終端淨(jìng)化設備。
基(jī)本(běn)工作方式有五種:
1.攔截效應:當某一粒徑的粒子(zǐ)運動到纖維表麵附近時,其中心線到纖維表麵的距(jù)離小於微粒半徑,灰塵粒子就會被(bèi)濾料纖維攔截而沉積下來。
2.慣性效應:當微粒質(zhì)量較大或速(sù)度較大時,由於慣性而碰撞在纖維表麵而沉積下來。
3.擴散(sàn)效(xiào)應:小(xiǎo)粒徑的粒子布朗運動較強而容易碰撞到(dào)纖維表麵上。
4.重力效應:微粒通過纖維層時(shí),因重力沉降而沉(chén)積(jī)在纖維(wéi)上。
5.靜電效應:纖維或粒子都可能帶(dài)電荷,產生吸引微粒的靜電效應,而(ér)將粒子吸到纖維表麵上
二、如何選擇過濾等級
空氣傳(chuán)播(bō)的主要豬(zhū)病原的直徑如(rú)下:
Ø 豬流(liú)感(gǎn)病毒SIV: 0.080-0.120 um (Olsen等人,2006)
Ø 藍耳病毒(dú)PRRSV: 0.050-0.065 um (Zimmerman等人,2006)
Ø 豬圓環病毒PCV2: 0.0017-0.0022 um (Quinn等(děng)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(guò)濾器。不過,攜帶這些病毒的微粒才是更重要的,因為汽霧顆粒的直(zhí)徑通常都在0.4至0.7微米之間(jiān), 0.3至1.0微米總計95%(如下表),同時,小型顆粒可通過攔截和(hé)擴散過程(chéng)粘著在過濾(lǜ)纖維上。
大氣塵粒(lì)徑(0.3μm以上)分布
粒徑(jìng)/μm相對頻率(%)粒徑(jìng)/μm相對頻率(%)
0.3461.22
0.4201.51
0.5111.81
0.6112.40.7
0.854.80.3
12
如(rú)下圖:初效過濾:MERV 1-MERV 8級, 對0.3-1微米過濾(lǜ)效率幾乎為零 。中效過濾: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(shì)及等級,要想達到有效阻斷傳播(bō)的目的,需使用中效以上的等級。
三、空氣過(guò)濾係統(tǒng)類型
按照過濾比(bǐ)例分為:
1.部分過濾:隻在屋頂的進(jìn)風口安裝了過濾器,降溫水(shuǐ)簾不安裝過濾器,也就是在疫病風險大的秋、冬(dōng)季使(shǐ)用,風險相對(duì)小的春、夏季不使用,每年當中大約有6-8個月(yuè)的(de)時(shí)間是得不到過(guò)濾的,這樣成本很低,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口前加裝過濾器陣列以實現100%過(guò)濾,這(zhè)肯定會(huì)增加建設成本。另一種情況是豬舍全年都通(tōng)過屋頂(dǐng)進風口通風。這種情況下可以額外(wài)再開一排進風(fēng)口(kǒu),這些額外的進(jìn)風口同樣可以在夏季高溫(wēn)情況下作為通(tōng)風係統的補充。當外界溫度高於27°C時(shí),可以將這些通風口打開,溫度低於27°C時就將其關(guān)閉。這種(zhǒng)方案成本低,可應付全年大(dà)部分的感染風險,是一種可行方(fāng)案(àn)。但這種(zhǒng)方案用在高風險或夏季高溫地區可能就不太合適。
按照通風(fēng)類型分為三種:
1.負壓通風:同以往豬舍的常見通風模式相同,隻是在進風(fēng)口位置增加過濾器,如降溫水簾和屋頂進氣口前(qián)。此方式(shì)尤其(qí)要防止(zhǐ)未過濾的空氣通過豬舍縫隙進入舍內的風險,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求(qiú)極高(gāo),特別是空氣過濾器接牆處、空(kōng)氣過濾器間、門、窗(chuāng)、吊頂板間(jiān)及吊頂牆麵(miàn)接縫等,目前國內已有密封性(xìng)極好的不鏽鋼門和窗戶,吊頂板(bǎn)可采(cǎi)用公母槽的,同時上(shàng)麵加層(céng)塑料布,另外需要考慮風機的(de)倒(dǎo)流,可以采用(yòng)防倒流百葉或者風機外罩布袋;我公司趙堡項目和高(gāo)村項目均采用此種模式。
負壓模式下全過濾隧道通風
2.正壓(yā)通風:正壓通風是將空氣過濾後(hòu)的(de)空(kōng)氣(qì)吹進舍內,使舍內的氣壓高於舍外。正壓通風的優勢是未過濾空氣進入舍內的風險(xiǎn)較小,但對風機動力的要求較高,正壓通風選用的風機應該在較(jiào)高靜壓差下仍能提供足夠的風量,正壓通風(fēng)通風的均勻性和夏季降溫是設計時(shí)要著重考慮的點,我公司與科普利(lì)信合(hé)資建的場采用此模式
集成正(zhèng)壓過濾機組(zǔ)通風示意
3.中性通風:中性通風介於負壓通風和(hé)正壓通風之間,一般(bān)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(xìng)負壓
過濾器計數低中性高
能源使用高高/中中/低
現有結構(gòu)適應性低低強
未過濾空氣滲透潛在性(xìng)低中/低高
成本高高/中中/低
四、 應用及注(zhù)意事項
1.如何才(cái)能把豬舍密封起(qǐ)來?因為係統采用(yòng)負壓通風,如(rú)何把過濾(lǜ)器以外的地方堵嚴,這始終(zhōng)是個挑戰,使用(yòng)前用熱感(gǎn)儀器檢查氣密性。雖然正壓通風可以避免這(zhè)個問題,但冬季正壓通風會把溫暖、潮濕(shī)的舍內空氣吹入牆縫裏,從而加速建築的朽敗;
2.夏季的過濾。夏季要想滿足無空調豬舍的通風需(xū)求,需要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很(hěn)大的風險,尤其(qí)是當有微風從感染(rǎn)的豬場吹來的時候。夜晚(wǎn)涼爽的溫(wēn)度(dù)也(yě)適合病毒(dú)的生存。解決這個風險的辦法是采用100%過濾;
3.所有的門都要關嚴。死豬和(hé)淘汰豬都是經過雙門係統的隔離間(jiān)運出。轉入的豬隻也要通過雙門係統,將(jiāng)空氣旁路的(de)可能性降到最(zuì)低,也可考慮在所有出入口處安裝卡(kǎ)扣;
4.停轉風機的回風(fēng)也(yě)是(shì)個大問題,因為風扇百頁可能卡住,不能封嚴。可(kě)以在冬天從裏麵和外麵給風機套上罩子,春天盡量延遲風機的(de)啟用。風機(jī)的正常運轉也非常重要,每周至少應(yīng)該檢查一次;
5.安裝時不要把(bǎ)過濾器弄壞。不能損壞或劃破過濾材料;
6.更換過濾(lǜ)器時也要特(tè)別注意保證安全性,采用集(jí)成正壓空氣過(guò)濾機組的(de)豬舍至少要采用兩台機組,以保障更換過濾器時的(de)舍內的正壓環境。未采用機組的係統應有詳(xiáng)細的過濾(lǜ)器更換操作指導;
7.什麽時間(jiān)更換(huàn)過濾器也(yě)是我們(men)需要考慮的問(wèn)題,最佳方(fāng)案是根據每層過濾器的壓力變換情況決定是否更換(正(zhèng)壓空氣過濾機組可(kě)以實現),但很多係(xì)統沒有測試(shì)靜壓差可以采用過濾器按照周期更換,可以根據當地環境空氣情況谘詢過(guò)濾器廠商;
8.安裝過濾器會降低通風效率,設(shè)計(jì)時要有足夠大的(de)通風量;
9.使用刮糞板時要防(fáng)止空氣交叉,一是通道密封性保證,二是直接利用排風風機;
10.空氣過濾係統必須(xū)和嚴格的生物安全流程相結合,才能起到應有(yǒu)的(de)效果;
11.空氣過濾、環控、鋼構、基建要充分溝通,最好在做施(shī)工圖紙時就把空氣過濾器考(kǎo)慮進去;
11.監測舍內空氣的流向,保證豬舍內新鮮空(kōng)氣可以均(jun1)勻分布。空氣過(guò)濾器對(duì)於春(chūn)季注意防護植物棉絮,花粉等,夏季預防過濾器黴變,冬季預防霧凇,這幾種情況(kuàng)都會增加堵(dǔ)塞過濾器的(de)風險,對(duì)建築,通(tōng)風係統可能造成巨大損毀。
五、成本及效(xiào)益
以我公司已竣工的後備場項目為例,設計規模為年出(chū)欄6240頭,采用(yòng)100%中效過濾、負壓通風模式,基建、空氣過濾設備、環控設備成本(běn)等增加21.4%,折合每平方米增(zēng)加185.67元,共計(jì)增加投資57.9萬元,按10年折舊,相當於每出欄一頭豬(zhū)增加9.28元固定成本,在美國,藍耳病(bìng)造成的損失為3-20美元/頭,加上投入的藥費,損失遠(yuǎn)大於投入(rù)的成本,所以安裝空氣(qì)過濾係統的投入產出比應該是非常樂觀的