空气过滤器在公猪站的应用*

刘 良，魏文栋，毛建军

（重庆市畜牧科学院 农业部养猪科学重点实验室 重庆市养猪工程技术研究中心，重庆 402460）

养猪业是我国畜牧业的重要组成部分，其规模化发展的速度令人赞叹。但是，随着规模化、集约化的快速发展，猪病也越来越复杂，如单就口蹄疫而言可分为O 型、A 型、C 型、南非I 型等等[1]。猪肉的安全问题已成为社会关注的热点，在人们对于食品安全越来越重视的情况下，规模化猪场只能逐步杜绝疫病，从而保证猪肉商品的安全品质[2]。在这种情况下，原本主要用于工业保护机械设备的空气过滤器逐步用于保护人，在商业利益的驱动下又逐步用到生猪产业“种”的保护上，由于成本高，目前在国内主要用于公猪站，用于整个生产过程还有待时日。

空气过滤器第一次应用于养猪业是在2005 年，且当年共有5 家猪场安装使用[3]。时至今日，我国国内也有使用空气过滤装置的大型猪场，如广西农垦永新畜牧集团有限公司良圻猪场公猪站，而且很多新建公猪站也在逐步采用，如重庆市69 原种猪场种公猪站。

1 空气过滤器及工作原理

1.1 空气过滤器(Air Filter)

空气过滤器即空气过滤装置，一般用于洁净车间、实验室等，或者用于电子机械通信设备等的防尘。20 世纪70年代，采用微细玻璃纤维过滤纸作为过滤介质的过滤器，对于0.3 μm 粒径的粒子过滤效率就高达99.9998%[4]，鉴于其良好的过滤和保护机能，美国率先将其应用于生猪产业。

在国内，空气过滤器主要分为初效、中效、高效及亚高效过滤器等型号。各种型号有不同的标准和使用效能。

1.2 工作原理

1.2.1 粒子运动机理

撞击：大型颗粒（＞0.4 μm）无法躲避过滤纤维，直接撞在上面。

拦截：小颗粒（＜0.4μm）在距纤维一个直径距离之内，在范德华力的作用下，会吸附纤维上。

扩散：布朗运动（扰流）会增加小型微粒受到拦截和撞击的机会。

1.2.2 过滤器捕捉原理

拦截效应：当粒子运动到纤维表面，其中心线到纤维表面的距离小于微粒半径，会被纤维拦截。

惯性效应：当微粒质量较大或速度较大时，由于惯性而碰撞在纤维表面而沉积。

扩散效应：小粒径粒子布朗运动较强，易碰撞到纤维表面。

重力效应：微粒通过纤维层时，因重力作用而沉积在纤维上。

静电效应：纤维或粒子都可能带电，产生静电效应，将粒子吸到纤维上。

2 种类及效果

2.1 初效过滤器

初效空气过滤器主要有板式、折叠式、袋式、箱式4 种样式，外框材料有纸质框、铝合金框等，过滤材料主要有无纺布、活性炭过滤棉等。

初效空气过滤器主要适用于中央空调和集中通风系统预过滤、局部高效过滤装置的预过滤等，可以过滤掉5.0μm及以上粒径的尘埃粒子。也用于多级过滤系统的外围，起到保护高效过滤器等的作用，增加其使用年限。其具有价廉、质轻、通用性好、结构紧凑的特点。

2.2 中效空气滤器

按JG/T 22-1999《一般通风用空气过滤器性能试验方法》规定的方法检验，对粒径≥1.0μm 大气尘计数效率[20%，70%]的过滤器为中效空气过滤器。中效过滤器主要分袋式和非袋式2 种，边框有冷板喷塑、镀锌板等形式，过滤材料有无纺布、玻璃纤维等。

中效空气过滤器不宜独立使用，宜与初效过滤器组合使用。过滤粒径1.0～5.0 μm， 过 滤 效 率 可 达60%～95%。其具有过滤效率高、阻力低、容尘量大等特点。

2.3 高效空气过滤器

按GB/T 6165-1985 规定的方法检验，对粒径≥0.1 μm 微粒的计数透过率≤0.001%（即效率≥99.999%）的过滤器为高效空气过滤器。高效空气过滤器常用滤料有超细玻璃纤维等。产品分类：有隔板高效过滤器，无隔板高效过滤器等。

高效空气过滤器适用于常温、常湿，允许含有微量酸、碱有机溶剂的空气过滤，该产品效率高，阻力低，容尘量大，广泛应用于航天、航空、电子、制药、生物工程等领域。

3 空气过滤器的作用

猪流感病毒SIV(0.08～0.12 μm)、猪繁殖与呼吸综合征病毒PRRSV(0.05～0.065 μm)、 猪 圆 环 病 毒PCV2(0.017～0.022 μm) 能 够 通 过空气过滤器，但是，这些病毒需要依附在微粒上，而汽雾颗粒的直径通常都在0.4～0.7 μm，而且在猪场设计过程中一般是“初效+高效”搭配，实际过滤效率也会达99.996%，足以满足过滤净化需求。

美国明尼苏达州发病的猪场经空气过滤系统改造后，3 年多时间里没有再次发生蓝耳病。良圻猪场公猪站2009年至2011 年PRRS 抗体检测结果无一例阳性。通过这些数据不难看出，空气过滤系统对于困扰生猪产业发展的蓝耳病、口蹄疫等具有良好的过滤净化功能。

4 猪场应用要点

4.1 建筑设计

猪舍采用全封闭式设计，密封性要好，且外围护结构需要有很好的保温隔热性能。公猪站则需要在实验室处设立单独的进出通道，所有人员严格消毒。猪舍则设立淘汰猪出口和后备猪进口，进出猪舍的门采用互锁双层门。

在北方寒冷地区，冬季采取屋顶进风，需要安装吊顶。在南方高温地区，需要安装降温系统，如湿帘等，由于这些地区冬季一般舍外平均温度在0 ℃以上，因而可以考虑直接使用湿帘处作为换气通道，从而减少吊顶及安装顶部高效过滤器的费用。

4.2 自动化设计

公猪站为了保持公猪最佳的产精状态，需要安装自动控制系统，包括自动饲喂系统和自动温控系统。自动温控系统温度设置点为23 ℃，0.5 ℃作为一个梯度。风机设置规律是23 ℃及以下，只开启换气风机，23.5 ℃开启2 号风机（一般情况下1、2 号风机为无级变速风机，视具体情况定），根据温度依次开启剩余风机。如果舍内安装有风机时，当温度高于26 ℃，可将横向通风改为纵向通风，如果没有降温效果则自动开启湿帘系统，且全部风机启动，满足通风降温的需求。猪舍内部温度尽量控制在28 ℃以下，高于28 ℃以后，公猪精液品质大大下降，且高温对于生产性能的影响将延续到来年2 月。

4.3 过滤器搭配

国内猪场设计方式一般是“初效+高效”组合的方式。新建公猪站在选择初效过滤器时一般采用可再生或可清洗的滤料，但是必须达到清洗后过滤器初阻力不得超过产品样本阻力的10%，效率应不低于原指标的85%，阻力不高于原指标的115%。初效过滤器安装在高效过滤器外侧，其外围安装保护网防鸟、树叶等。高效和初效过滤器之间需要留足操作空间。

4.4 实验室设计

由于防疫需求，实验室设置更衣、沐浴、传递间、器械熏蒸间、休息室、办公室、实验室等（见图1）。实验室内部采用正压通风，设计原则是路线清晰简短，使工作人员能够有很高的效率。

图1 实验室功能设置图

4.5 舍外墙根处理

猪舍及实验室外围铺设30 cm 厚1 m 宽的砾石。由于鼠类行走过程中不喜欢声响，铺设砾石层厚能够有效地减少鼠害的威胁。

空气过滤系统在猪场利用的前景广阔。新建猪场在资金允许的情况下，可以考虑采用空气过滤技术，从而杜绝疫病带来的巨大经济损失。

5 空气过滤面临的挑战

5.1 如何才能把猪舍密封起来

因为系统采用负压通风，怎样把过滤器以外的地方堵严，这始终是个难题。正压通风可以解决这个问题，但冬季正压通风会把温暖、潮湿的舍内空气吹入墙缝里，从而加速建筑的朽败。

5.2 夏季的过滤

夏季要想满足无空调猪舍的通风需求，需要相当于冬季3 倍数量的过滤器。目前的研究显示，夏季的夜晚仍然存在很大的风险，尤其是当有微风从感染的猪场吹来的时候。夜晚凉爽的温度也适合病毒的生存。解决这个风险的办法是采用100%过滤。

5.3 所有的门都要关严

我们制定了规定，不允许猪舍有门敞开。死猪和淘汰猪都是经过双门系统的隔离间运出。转入的猪只也要通过双门系统，将空气短路的可能性降到最低。

5.4 停转风机的回风问题

因为风扇百页可能卡住，不能封严。我们试过在冬天从里面和外面给风机套上罩子，春天尽量延迟风机的启用。风机的正常运转也非常重要，每周至少应该检查1 次。

5.5 安装时不要把过滤器弄坏

安装过滤器的的过程中，往往安装工人不是专门的技术人员能，他们对于过滤器的无损性认识不够，因而，一定要让他们理解，安装时不能损坏或划破过滤材料。

[1] 陈健雄.规模化猪场如何控制口蹄疫[J].养猪，2008（2）：57-60.

[2] 朱增用，母锁淼.世界和主要肉类生产国的消费结构分析 [J].农业展望，2012（6）：51-55.

[3] 吴志君，伍少钦，肖有恩.空气过滤技术在养猪生产中的应用[J].猪业科学，2011（5）：44-47.

[4] 刘来红，王世宏.空气过滤器的发展及其应用[J].过滤与分离，2000，10（4）：8-9，18.