随着我国养殖规模化程度提高,生猪排泄物的产生量明显增多,排泄的粪尿被微生物分解产生大量氨气,严重危害动物健康和生态环境,成为制约畜牧业健康发展的重要因素之一。本团队在光催化材料负载技术基础上研发出一套养殖空气净化装置。
养殖空气净化装置由模拟仓、风机和光催化滤网和紫外灯组成,而具有降解性能的光催化滤网是装置的核心。现有研究表明利用光催化材料处理氨气的效率大约在20%~80%,但是光催化材料在负载过程中存在负载量低,容易脱落等问题。本团队采用价格便宜且易裁剪的聚酯纤维棉为光催化固定载体,通过将反应温度提高至180℃,反应时间延长至1h,将光催化材料的负载量提高3倍,滤网损失率小于1%,光催化滤网经过裁剪拼接后安装在设定的位置即可使用。可在模拟仓内配制猪舍的粉尘浓度和氨气浓度,由负压风机吹入净化设备内,气体经水洗去除粉尘后,经过紫外灯照射负载TiO2的滤网便可以降解氨气。经过第三方检测,该装置粉尘和氨气的去除率分别为93.3%和28.6%。本团队后续将进一步改性材料以提升氨气的降解率,同时在猪场进行初步的效果评估后对设备进行性能优化与改进。
图1 养殖空气净化装置的结构图
图2 (a)未负载材料的聚酯纤维扫描电镜图;(b)负载催化剂的聚酯纤维扫描电镜图
图3 光催化滤网的制作流程