空氣過濾器在公豬站的應用*

劉 良，魏文棟，毛建軍

（重慶市畜牧科學院 農業部養豬科學重點實驗室 重慶市養豬工程技術研究中心，重慶 402460）

養豬業是我國畜牧業的重要組成部分，其規模化發展的速度令人贊嘆。但是，隨著規模化、集約化的快速發展，豬病也越來越復雜，如單就口蹄疫而言可分為O 型、A 型、C 型、南非I 型等等[1]。豬肉的安全問題已成為社會關注的熱點，在人們對于食品安全越來越重視的情況下，規模化豬場只能逐步杜絕疫病，從而保證豬肉商品的安全品質[2]。在這種情況下，原本主要用于工業保護機械設備的空氣過濾器逐步用于保護人，在商業利益的驅動下又逐步用到生豬產業“種”的保護上，由于成本高，目前在國內主要用于公豬站，用于整個生產過程還有待時日。

空氣過濾器第一次應用于養豬業是在2005 年，且當年共有5 家豬場安裝使用[3]。時至今日，我國國內也有使用空氣過濾裝置的大型豬場，如廣西農墾永新畜牧集團有限公司良圻豬場公豬站，而且很多新建公豬站也在逐步采用，如重慶市69 原種豬場種公豬站。

1 空氣過濾器及工作原理

1.1 空氣過濾器(Air Filter)

空氣過濾器即空氣過濾裝置，一般用于潔凈車間、實驗室等，或者用于電子機械通信設備等的防塵。20 世紀70年代，采用微細玻璃纖維過濾紙作為過濾介質的過濾器，對于0.3 μm 粒徑的粒子過濾效率就高達99.9998%[4]，鑒于其良好的過濾和保護機能，美國率先將其應用于生豬產業。

在國內，空氣過濾器主要分為初效、中效、高效及亞高效過濾器等型號。各種型號有不同的標準和使用效能。

1.2 工作原理

1.2.1 粒子運動機理

撞擊：大型顆粒（＞0.4 μm）無法躲避過濾纖維，直接撞在上面。

攔截：小顆粒（＜0.4μm）在距纖維一個直徑距離之內，在范德華力的作用下，會吸附纖維上。

擴散：布朗運動（擾流）會增加小型微粒受到攔截和撞擊的機會。

1.2.2 過濾器捕捉原理

攔截效應：當粒子運動到纖維表面，其中心線到纖維表面的距離小于微粒半徑，會被纖維攔截。

慣性效應：當微粒質量較大或速度較大時，由于慣性而碰撞在纖維表面而沉積。

擴散效應：小粒徑粒子布朗運動較強，易碰撞到纖維表面。

重力效應：微粒通過纖維層時，因重力作用而沉積在纖維上。

靜電效應：纖維或粒子都可能帶電，產生靜電效應，將粒子吸到纖維上。

2 種類及效果

2.1 初效過濾器

初效空氣過濾器主要有板式、折疊式、袋式、箱式4 種樣式，外框材料有紙質框、鋁合金框等，過濾材料主要有無紡布、活性炭過濾棉等。

初效空氣過濾器主要適用于中央空調和集中通風系統預過濾、局部高效過濾裝置的預過濾等，可以過濾掉5.0μm及以上粒徑的塵埃粒子。也用于多級過濾系統的外圍，起到保護高效過濾器等的作用，增加其使用年限。其具有價廉、質輕、通用性好、結構緊湊的特點。

2.2 中效空氣濾器

按JG/T 22-1999《一般通風用空氣過濾器性能試驗方法》規定的方法檢驗，對粒徑≥1.0μm 大氣塵計數效率[20%，70%]的過濾器為中效空氣過濾器。中效過濾器主要分袋式和非袋式2 種，邊框有冷板噴塑、鍍鋅板等形式，過濾材料有無紡布、玻璃纖維等。

中效空氣過濾器不宜獨立使用，宜與初效過濾器組合使用。過濾粒徑1.0～5.0 μm， 過 濾 效 率 可 達60%～95%。其具有過濾效率高、阻力低、容塵量大等特點。

2.3 高效空氣過濾器

按GB/T 6165-1985 規定的方法檢驗，對粒徑≥0.1 μm 微粒的計數透過率≤0.001%（即效率≥99.999%）的過濾器為高效空氣過濾器。高效空氣過濾器常用濾料有超細玻璃纖維等。產品分類：有隔板高效過濾器，無隔板高效過濾器等。

高效空氣過濾器適用于常溫、常濕，允許含有微量酸、堿有機溶劑的空氣過濾，該產品效率高，阻力低，容塵量大，廣泛應用于航天、航空、電子、制藥、生物工程等領域。

3 空氣過濾器的作用

豬流感病毒SIV(0.08～0.12 μm)、豬繁殖與呼吸綜合征病毒PRRSV(0.05～0.065 μm)、 豬 圓 環 病 毒PCV2(0.017～0.022 μm) 能 夠 通 過空氣過濾器，但是，這些病毒需要依附在微粒上，而汽霧顆粒的直徑通常都在0.4～0.7 μm，而且在豬場設計過程中一般是“初效+高效”搭配，實際過濾效率也會達99.996%，足以滿足過濾凈化需求。

美國明尼蘇達州發病的豬場經空氣過濾系統改造后，3 年多時間里沒有再次發生藍耳病。良圻豬場公豬站2009年至2011 年PRRS 抗體檢測結果無一例陽性。通過這些數據不難看出，空氣過濾系統對于困擾生豬產業發展的藍耳病、口蹄疫等具有良好的過濾凈化功能。

4 豬場應用要點

4.1 建筑設計

豬舍采用全封閉式設計，密封性要好，且外圍護結構需要有很好的保溫隔熱性能。公豬站則需要在實驗室處設立單獨的進出通道，所有人員嚴格消毒。豬舍則設立淘汰豬出口和后備豬進口，進出豬舍的門采用互鎖雙層門。

在北方寒冷地區，冬季采取屋頂進風，需要安裝吊頂。在南方高溫地區，需要安裝降溫系統，如濕簾等，由于這些地區冬季一般舍外平均溫度在0 ℃以上，因而可以考慮直接使用濕簾處作為換氣通道，從而減少吊頂及安裝頂部高效過濾器的費用。

4.2 自動化設計

公豬站為了保持公豬最佳的產精狀態，需要安裝自動控制系統，包括自動飼喂系統和自動溫控系統。自動溫控系統溫度設置點為23 ℃，0.5 ℃作為一個梯度。風機設置規律是23 ℃及以下，只開啟換氣風機，23.5 ℃開啟2 號風機（一般情況下1、2 號風機為無級變速風機，視具體情況定），根據溫度依次開啟剩余風機。如果舍內安裝有風機時，當溫度高于26 ℃，可將橫向通風改為縱向通風，如果沒有降溫效果則自動開啟濕簾系統，且全部風機啟動，滿足通風降溫的需求。豬舍內部溫度盡量控制在28 ℃以下，高于28 ℃以后，公豬精液品質大大下降，且高溫對于生產性能的影響將延續到來年2 月。

4.3 過濾器搭配

國內豬場設計方式一般是“初效+高效”組合的方式。新建公豬站在選擇初效過濾器時一般采用可再生或可清洗的濾料，但是必須達到清洗后過濾器初阻力不得超過產品樣本阻力的10%，效率應不低于原指標的85%，阻力不高于原指標的115%。初效過濾器安裝在高效過濾器外側，其外圍安裝保護網防鳥、樹葉等。高效和初效過濾器之間需要留足操作空間。

4.4 實驗室設計

由于防疫需求，實驗室設置更衣、沐浴、傳遞間、器械熏蒸間、休息室、辦公室、實驗室等（見圖1）。實驗室內部采用正壓通風，設計原則是路線清晰簡短，使工作人員能夠有很高的效率。

圖1 實驗室功能設置圖

4.5 舍外墻根處理

豬舍及實驗室外圍鋪設30 cm 厚1 m 寬的礫石。由于鼠類行走過程中不喜歡聲響，鋪設礫石層厚能夠有效地減少鼠害的威脅。

空氣過濾系統在豬場利用的前景廣闊。新建豬場在資金允許的情況下，可以考慮采用空氣過濾技術，從而杜絕疫病帶來的巨大經濟損失。

5 空氣過濾面臨的挑戰

5.1 如何才能把豬舍密封起來

因為系統采用負壓通風，怎樣把過濾器以外的地方堵嚴，這始終是個難題。正壓通風可以解決這個問題，但冬季正壓通風會把溫暖、潮濕的舍內空氣吹入墻縫里，從而加速建筑的朽敗。

5.2 夏季的過濾

夏季要想滿足無空調豬舍的通風需求，需要相當于冬季3 倍數量的過濾器。目前的研究顯示，夏季的夜晚仍然存在很大的風險，尤其是當有微風從感染的豬場吹來的時候。夜晚涼爽的溫度也適合病毒的生存。解決這個風險的辦法是采用100%過濾。

5.3 所有的門都要關嚴

我們制定了規定，不允許豬舍有門敞開。死豬和淘汰豬都是經過雙門系統的隔離間運出。轉入的豬只也要通過雙門系統，將空氣短路的可能性降到最低。

5.4 停轉風機的回風問題

因為風扇百頁可能卡住，不能封嚴。我們試過在冬天從里面和外面給風機套上罩子，春天盡量延遲風機的啟用。風機的正常運轉也非常重要，每周至少應該檢查1 次。

5.5 安裝時不要把過濾器弄壞

安裝過濾器的的過程中，往往安裝工人不是專門的技術人員能，他們對于過濾器的無損性認識不夠，因而，一定要讓他們理解，安裝時不能損壞或劃破過濾材料。

[1] 陳健雄.規模化豬場如何控制口蹄疫[J].養豬，2008（2）：57-60.

[2] 朱增用，母鎖淼.世界和主要肉類生產國的消費結構分析 [J].農業展望，2012（6）：51-55.

[3] 吳志君，伍少欽，肖有恩.空氣過濾技術在養豬生產中的應用[J].豬業科學，2011（5）：44-47.

[4] 劉來紅，王世宏.空氣過濾器的發展及其應用[J].過濾與分離，2000，10（4）：8-9，18.