隨著我國(guó)生豬養(yǎng)殖規(guī)?；潭鹊奶嵘s化豬場(chǎng)的環(huán)境問題逐漸凸顯。豬場(chǎng)臭氣主要由糞便、尿液、飼料殘?jiān)仍趨捬醢l(fā)酵過程中產(chǎn)生的氨氣（NH3）、硫化氫（H2S）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）等組成，不僅影響周邊居民生活，還可能引發(fā)呼吸道疾病和環(huán)境污染。豬場(chǎng)臭氣投訴頻繁發(fā)生，罰款、關(guān)?；蛱幚磉_(dá)標(biāo)最終嚴(yán)重影響豬場(chǎng)正常生產(chǎn)。因此，臭氣的高效收集與處理已成為現(xiàn)代豬場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。本文參考IOWA state university，Air Management Practices Assessment Tool推薦做法、國(guó)內(nèi)研究論文和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，綜述了豬場(chǎng)臭氣收集與處理措施。

1、臭氣收集與處理

1.1豬場(chǎng)選址與鄰里溝通

豬場(chǎng)臭氣收集與處理一般是在豬場(chǎng)臭氣對(duì)周邊居住或往來(lái)人群造成影響并可能被投訴時(shí)采取的措施，如果在豬場(chǎng)選址時(shí)將豬場(chǎng)放置在當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向（相對(duì)于居民區(qū)或往來(lái)人員）并距離人群有足夠的距離，豬場(chǎng)臭氣將不需要進(jìn)行專門的收集與處理，從而減少額外的投資支出。夏季與冬季主導(dǎo)風(fēng)向可能不同，以夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)橹鳌．?dāng)豬場(chǎng)選址距離居民區(qū)或往來(lái)人員較近、豬場(chǎng)生產(chǎn)產(chǎn)生的臭味可能影響人們時(shí)，需要采取臭氣收集與處理措施，主要包括源頭減排、過程控制及末端治理，還可通過鄰里溝通協(xié)調(diào)解決。豬場(chǎng)應(yīng)主動(dòng)與鄰里溝通，通過與其鄰里或社區(qū)互動(dòng)來(lái)提出建議、促進(jìn)社區(qū)參與，并與鄰里保持友好往來(lái)，豬場(chǎng)給與鄰里禮物比如豬肉或/和糞肥等，吸納鄰里就業(yè)等都是解決臭味投訴的辦法。

1.2源頭控制

豬舍及糞便存儲(chǔ)過程中臭氣的排放源主要來(lái)自飼喂系統(tǒng)、飲水水質(zhì)及由此產(chǎn)生的糞污。源頭控制措施主要有以下幾個(gè)方面。

1.2.1精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)供給

依據(jù)動(dòng)物不同生長(zhǎng)階段和分性別的動(dòng)態(tài)營(yíng)養(yǎng)需求，精細(xì)化調(diào)整飼料配方，避免過量投喂特定營(yíng)養(yǎng)素，從而減少糞便中多余養(yǎng)分的排泄量。研究表明：采用三階段飼喂替代單階段飼喂，可減少17%的氨氣排放；實(shí)施全生命周期的分階段飼喂，氨氣排放量可降低45%，臭味強(qiáng)度減少55%。

1.2.2降低粗蛋白水平

飼料中的蛋白質(zhì)含量可影響豬舍內(nèi)氨氣等有害氣體和臭味的產(chǎn)生，優(yōu)化飼料配方的核心在于提升營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率，從而減少氮、磷等元素的排泄量。通過補(bǔ)充合成氨基酸，可在不影響生豬生產(chǎn)性能的前提下，將日糧粗蛋白水平普遍降低3.5%～4.5%，氨氣排放減少40%～60%，硫化氫排放降低30%～40%，臭味強(qiáng)度下降30%～40%。

1.2.3添加可發(fā)酵碳水化合物

在日糧中摻入豆粕殼、麥麩或甜菜渣等成分，可減少尿素形式的尿液氮排泄，促使更多氮轉(zhuǎn)移至糞便并降低其pH。這一轉(zhuǎn)變使排泄氮的穩(wěn)定性增強(qiáng)，揮發(fā)性顯著降低。例如：添加10%豆粕殼（含3.4%脂肪）可使臭味強(qiáng)度下降11%，糞便中氮含量提升21%。

1.2.4粉碎粒度

飼料顆?？刂圃?50～750μm范圍內(nèi)，相較于更大顆?？商峁└蟮谋砻娣e，有助于提升飼料養(yǎng)分利用率，從而減少排泄物中的養(yǎng)分含量。當(dāng)顆粒粒度從1 000μm降至600μm時(shí)，氮排泄量可減少20%～24%，但顆粒過細(xì)可能引發(fā)豬只胃潰瘍問題。

1.2.5飼料浪費(fèi)防控

未被采食而進(jìn)入糞污存儲(chǔ)系統(tǒng)的飼料會(huì)加劇臭氣排放問題。撒落的飼料可促進(jìn)微生物活性，導(dǎo)致額外臭味與氣體排放。因此，選擇合適的飼喂器、精準(zhǔn)下料并定期維護(hù)飼喂設(shè)備至關(guān)重要。

1.2.6制粒與液態(tài)飼喂

飼料制粒或采用液態(tài)飼喂工藝具有協(xié)同減排優(yōu)勢(shì)。歐洲研究顯示，液態(tài)飼喂可使臭味強(qiáng)度降低23%～31%。采用液態(tài)飼喂時(shí)需注意定期有效清洗飼喂管道，確保豬采食的液體飼料清潔衛(wèi)生。

1.2.7水源硫含量管理

配制日糧時(shí)需關(guān)注水源硫含量，因過量硫元素將通過排泄進(jìn)入糞污，最終轉(zhuǎn)化為硫化氫排放。水源中硫酸鹽含量不宜超過250 mg/L。

制定兼顧動(dòng)物健康、生產(chǎn)性能與環(huán)境效益的日糧配方具有高度復(fù)雜性，合理綜合調(diào)控日糧可使臭氣濃度降低20%～40%，氨氣排放和硫化氫排放均可降低30%～50%。

1.3過程控制

1.3.1豬舍內(nèi)減少糞尿污染面積

目前，許多豬場(chǎng)的豬舍內(nèi)實(shí)體地面或漏縫地板由于建造或鋪設(shè)質(zhì)量不良，導(dǎo)致尿液、糞便無(wú)法及時(shí)排入糞尿溝而覆蓋在地面，在不及時(shí)清理地面糞污、豬只飼養(yǎng)密度大、豬的躺臥區(qū)與排泄區(qū)不能區(qū)分時(shí)，豬舍臭味排放強(qiáng)度將較大。因此，提高豬舍內(nèi)地面施工質(zhì)量、及時(shí)清理豬舍內(nèi)地面殘留糞污、采用有利于減少糞污面積的漏縫地板構(gòu)造方式、訓(xùn)練豬只使用豬廁所將排泄區(qū)與躺臥區(qū)分開，將有助于減少豬舍外排空氣的臭味強(qiáng)度。

1.3.2取消地溝風(fēng)機(jī)排風(fēng)

地溝風(fēng)機(jī)排風(fēng)最初是為了取得最小通風(fēng)量而采取的措施，希望氣流從漏縫地板向下走，但是達(dá)到氣流向下走的前提是每頭育肥豬需要的通風(fēng)量最低為75 m3/h，冬季最低通風(fēng)量時(shí)無(wú)法達(dá)到該通風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)。研究數(shù)據(jù)表明，采用側(cè)墻風(fēng)機(jī)替代地溝風(fēng)機(jī)實(shí)施最低通風(fēng)，可在零成本改造條件下實(shí)現(xiàn)10%～20%的即時(shí)臭氣減排效果。

1.3.3舍內(nèi)空氣凈化技術(shù)

舍內(nèi)空氣凈化技術(shù)分為靜電除塵、生物噴灑和植物油噴灑等。靜電除塵技術(shù)可降低臭味強(qiáng)度12%。生物噴灑每天向豬欄噴灑2次，可使氨氣和硫化氫濃度降低50%以上。將植物油（菜籽油、亞麻籽油、玉米油、葵花籽油及大豆油）以0.21 MPa及以上壓力噴灑，每1 000頭的育肥豬需要3.79 L/d，可降低臭味強(qiáng)度25%～60%。

1.3.4舍內(nèi)固液分離技術(shù)

傳統(tǒng)糞污收集系統(tǒng)（如深坑存儲(chǔ)、拔塞式水泡糞清糞系統(tǒng)等）將尿液與糞便混合，導(dǎo)致尿素在糞便細(xì)菌脲酶作用下分解為揮發(fā)性氨氣（NH3）。研究顯示，該過程造成氮素?fù)p失（混合存儲(chǔ)使糞肥氮含量降低15%～25%）和氨排放加?。ɑ旌舷到y(tǒng)氨揮發(fā)量較分離系統(tǒng)高40%～60%）。舍內(nèi)固液分離的方式有：人工干清糞、V型糞溝刮糞板清糞技術(shù)、傳送帶清糞技術(shù)、糞尿相反走向（重力式）平底糞溝刮糞板清糞技術(shù)等。舍內(nèi)固液分離技術(shù)可使臭味強(qiáng)度降低60%～80%，NH3和H2S排放分別降低40%～80%和80%～90%。

1.4末端減排

末端減排方法主要包括屏障系統(tǒng)法、屋頂煙囪法、生物過濾器法、濕洗滌過濾器法和紫外線光催化技術(shù)等。

1.4.1屏障系統(tǒng)

豬舍臭氣末端處理的方式之一為屏障系統(tǒng)，對(duì)于單層豬舍，即在隧道式通風(fēng)豬舍風(fēng)機(jī)下風(fēng)向安裝“防風(fēng)墻”，其作用包括：降低氣流的前進(jìn)動(dòng)量、促使粉塵顆粒沉降，并將排出氣流推升至更高空域以增強(qiáng)混合效果。美國(guó)北卡羅來(lái)納州某實(shí)地示范項(xiàng)目中應(yīng)用的屏障系統(tǒng)案例顯示，未設(shè)置屏障的隧道式通風(fēng)風(fēng)機(jī)排出氣體沿地面擴(kuò)散，而配備屏障系統(tǒng)的排風(fēng)氣流則被導(dǎo)向高空，在風(fēng)力作用下實(shí)現(xiàn)更充分的混合，從而有效稀釋排放物濃度。本方法可將臭氣濃度降低25%～90%。屏障通常應(yīng)用于隧道式通風(fēng)房舍，因其風(fēng)機(jī)全部集中布置于建筑一端。屏障結(jié)構(gòu)需具備抗風(fēng)框架支撐，通常采用防腐木樁搭配橫梁或鋼制框架。國(guó)外屏障表面最常使用抗紫外線篷布材料，也可選用戶外級(jí)膠合板。部分屏障采用雙層鐵絲網(wǎng)夾填玉米稈或稻草等農(nóng)作物殘茬的方式，形成懸掛式生物質(zhì)墊層。國(guó)內(nèi)豬場(chǎng)有的采用磚砌墻或混凝土墻或鋼板墻。典型布局如圖1所示。

圖1隧道通風(fēng)豬舍屏障/擋風(fēng)墻系統(tǒng)

屏障系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)之一是風(fēng)機(jī)與屏障墻的間距。若距離過近，會(huì)在風(fēng)機(jī)后方形成背壓，導(dǎo)致通風(fēng)量下降；若距離過遠(yuǎn)，則除塵效率降低。風(fēng)機(jī)測(cè)試表明，取4倍風(fēng)機(jī)直徑D的間距既能避免對(duì)通風(fēng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，又能保證除塵效果。單層豬舍的防風(fēng)墻高度通常設(shè)計(jì)為3.7～4.3 m，以提供足夠的撞擊滯留面并將氣流抬升至高空。

國(guó)內(nèi)樓房豬場(chǎng)采用隧道通風(fēng)的豬舍，其屏障系統(tǒng)的防風(fēng)墻高度隨著樓房豬場(chǎng)高度的升高而升高。還有一些樓房豬場(chǎng)的排風(fēng)機(jī)安裝在屏障系統(tǒng)的頂部，即防風(fēng)墻與豬舍含有排風(fēng)口的墻體和其頂部的屏障表面形成密閉空間，在頂部屏障表面上安裝排風(fēng)機(jī)將臭氣排至高空，與單層豬舍同樣稀釋了臭氣濃度。屏障主要起到稀釋作用，而非實(shí)質(zhì)性的H2S和NH3去除效果，推測(cè)其具備一定降塵能力。Hoff等人（1997年）利用農(nóng)作物殘茬填充屏障的研究表明，此類結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)平均62%的粉塵削減率，同時(shí)臭味強(qiáng)度降低43%～93%。

1.4.2屋頂煙囪法

豬舍屋頂安裝煙囪或排氣管，其減少臭味的運(yùn)行效果相當(dāng)顯著。其有效性源于高空環(huán)境中普遍存在的風(fēng)速提升與空氣湍流增強(qiáng)現(xiàn)象。這種結(jié)構(gòu)并非減少排放總量，而是借助大氣運(yùn)動(dòng)特性促使排放物快速擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)排放物稀釋功能。相較而言，近地面區(qū)域往往處于相對(duì)靜風(fēng)狀態(tài)，排放物易沿地表持續(xù)蔓延而難以獲得充分?jǐn)U散。影響煙囪效能的兩種核心屬性在于其高度與內(nèi)部氣流速度。Kai等人（2003年）針對(duì)三種不同高度的煙囪進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試：低位（屋頂上方0.61 m）、中位（屋頂上方3.0 m）和高位（屋頂上方6.1 m）。研究發(fā)現(xiàn)，采用中位煙囪在與豬舍距離48.8 m范圍內(nèi)對(duì)氣味抑制效果顯著；而高位煙囪雖在154.2 m距離內(nèi)表現(xiàn)出最佳擴(kuò)散效能，但其排放濃度存在波動(dòng)，可能對(duì)周邊居民產(chǎn)生可感知影響。Sheridan等（2004年）則探究了不同上升氣流速度的影響，發(fā)現(xiàn)7.1 m/s的上升速度能有效促進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)排放的臭味羽流在煙囪周邊304.8 m范圍內(nèi)的垂直擴(kuò)散。多數(shù)全速運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)出口速度會(huì)超過該閾值。歐洲普遍采用的屋頂煙囪排風(fēng)系統(tǒng)（見圖2），通過天花板將廢氣導(dǎo)入屋頂煙囪，在局部區(qū)域臭味控制方面表現(xiàn)優(yōu)異。這種設(shè)計(jì)特別適用于農(nóng)場(chǎng)與居民區(qū)鄰近的歐洲環(huán)境，成為緩解氣味擾民問題的重要解決方案。值得注意的是，歐洲系統(tǒng)的排風(fēng)口顯著高于屋脊線。屋頂煙囪法在局部區(qū)域可降低臭味濃度達(dá)75%。由于風(fēng)機(jī)需穿透天花板及屋頂結(jié)構(gòu)，安裝過程可能稍顯復(fù)雜。

圖2德國(guó)豬舍煙囪排風(fēng)系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)大型養(yǎng)豬場(chǎng)距離居民區(qū)的距離一般較遠(yuǎn)，小型養(yǎng)殖戶可能距離居民區(qū)較近，可采用屋頂煙囪方式減少居民臭味投訴。

1.4.3生物過濾器法

生物過濾被應(yīng)用于機(jī)械通風(fēng)豬場(chǎng)建筑排風(fēng)除臭中。其工作原理是通過構(gòu)建生物材料（通常為木屑）構(gòu)成的過濾層，使通風(fēng)氣流穿透該介質(zhì)。微生物在介質(zhì)內(nèi)部形成的菌群會(huì)將臭氣吸附分解。保持生物過濾介質(zhì)的高含水率（＞40%）對(duì)維持微生物活性及過濾效能至關(guān)重要，因此在溫暖季節(jié)常需配備噴水裝置或其他加濕系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的考量之一在于平衡空氣停留時(shí)間與靜壓阻力。較長(zhǎng)的停留時(shí)間雖能提升污染物處理效果，但需增加穿透生物濾床的氣流壓力，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)能耗上升。過高的靜壓將會(huì)削弱風(fēng)機(jī)運(yùn)行效能。實(shí)踐表明，維持3～5 s的停留時(shí)間既能保障處理效率，又可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能耗與通風(fēng)需求的動(dòng)態(tài)平衡。該系統(tǒng)需防鼠類破壞密封性而導(dǎo)致臭氣泄漏，不適合夏季通風(fēng)量大的情況。生物過濾器主要有兩種設(shè)計(jì)構(gòu)型：平床式與垂直式。平床式生物過濾器在建設(shè)難度與成本方面更具優(yōu)勢(shì)，但其空間占用率高于垂直式結(jié)構(gòu)。垂直式生物過濾器雖能節(jié)省空間，但存在構(gòu)造復(fù)雜、生物濾料易因沉降形成空隙（導(dǎo)致氣流泄漏進(jìn)而使系統(tǒng)失效）等挑戰(zhàn)。臭味可減少70%～95%。生物過濾器法目前在國(guó)內(nèi)豬場(chǎng)除臭中應(yīng)用較少。

1.4.4濕洗滌器

與生物過濾相比，濕洗滌過濾產(chǎn)生的壓降較小。目前，距離居民區(qū)或往來(lái)人員較近的規(guī)?；i場(chǎng)為預(yù)防臭氣投訴，常采用濕洗滌器作為除臭裝置。國(guó)內(nèi)豬舍濕洗滌器的做法通常為：在隧道式通風(fēng)豬舍排風(fēng)機(jī)的外側(cè)，建造除臭墻（洗滌器墻體），除臭墻有的采用濕簾，有的采用其他網(wǎng)狀材料，配套循環(huán)水池和水泵，將吸收液循環(huán)淋濕至除臭墻，臭氣由風(fēng)機(jī)排放至除臭墻上再通過除臭墻向外排放，如圖3所示。吸收液為水或酸性水，主要吸收臭氣中的氨氣，國(guó)外除臭用吸收液中的酸性物質(zhì)多為硫酸，國(guó)內(nèi)硫酸為限制性物品，采用的洗滌劑多為弱酸（次氯酸、檸檬酸等），檸檬酸價(jià)格較高，豬場(chǎng)除臭用弱酸多選用次氯酸。次氯酸具有特殊氣味，對(duì)臭氣具有一定掩蔽性和除臭效果，殺菌效果良好。國(guó)內(nèi)豬場(chǎng)濕洗滌器除臭效果顯示：試驗(yàn)條件下，次氯酸洗滌器對(duì)NH3、VOCs和臭氣的平均去除效率分別為39.4%、30.6%和50.1%，對(duì)細(xì)菌、總懸浮顆粒物（TSP）和PM10的去除效率分別為50.1%、30.1%和7.8%，對(duì)PM1、PM2.5和PM4的去除效率分別為-79.8%、-57.3%和-60.6%。濕洗滌器方法不適用于冬季洗滌器中水分可能結(jié)冰的地區(qū)。除臭墻距離排風(fēng)機(jī)的距離可參考屏障系統(tǒng)。

圖3隧道式通風(fēng)豬舍濕洗滌器系統(tǒng)斷面圖

（樓房豬舍標(biāo)準(zhǔn)層）

1.4.5紫外線光催化技術(shù)

當(dāng)空氣流經(jīng)紫外線光源和二氧化鈦（TiO2）涂層時(shí)，光催化氧化反應(yīng)隨即啟動(dòng)。產(chǎn)生羥基自由基和高活性超氧陰離子，與細(xì)菌和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）結(jié)合并發(fā)生反應(yīng)，將污染物降解為CO2和水蒸汽，紫外線強(qiáng)度和暴露時(shí)間是影響除臭效果的最重要因素，溫度、風(fēng)管材料的反射率及濕度同樣會(huì)對(duì)系統(tǒng)效能產(chǎn)生影響，但其作用強(qiáng)度較紫外光強(qiáng)與暴露時(shí)間顯著降低。該方法可將臭味強(qiáng)度降低38%～100%，H2S排放降低10%，VOCs降低80%～99%。紫外線光催化技術(shù)常與濕洗滌器聯(lián)合使用降低試驗(yàn)動(dòng)物房排風(fēng)臭味濃度。

2、小結(jié)

本研究系統(tǒng)梳理了規(guī)模化豬場(chǎng)臭氣治理的全鏈條技術(shù)路徑，從選址規(guī)劃、源頭減排、過程優(yōu)化到末端處理提出了多層次解決方案。不同的減排方式適用于不同的豬場(chǎng)豬舍情況、投資不同、運(yùn)行費(fèi)用不同、在臭味、氨氣、硫化氫、VOCs和粉塵等指標(biāo)方面的減排程度不同，本文重點(diǎn)就臭味減排給出了參考措施和減排效果，為養(yǎng)殖場(chǎng)臭氣治理提供了兼具可行性與普適性的技術(shù)框架。