Для современного метода ведения животноводства, характерны высокая концентрация и плотность размещения животных. Это приводит к тому, что внутри животноводческих помещений в результате жизнедеятельности животных выделяется значительное количество различных вреднодействующих веществ. Концентрация пыли, микроорганизмов и вредно действующих газов (аммиак, сероводород, углекислый газ, кишечные газы и др.) в животноводческих и помещениях зависит от ряда факторов и, как правило, значительно превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) [1, 2, 3].

В известных исследования [4-8] в основном рассматривалась очистка воздуха от пыли, микроорганизмов и аммиака. Тем не менее, в животноводческих помещениях в значительных количествах выделяется сероводород, который является вторым по значимости вредно действующим компонентом в животноводстве после аммиака.

Сероводород H₂S – бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Сероводород является очень токсичным газом, который действует не только на животных и обслуживающий персонал, но и, при больших концентрациях, разъедает многие металлы, изоляцию проводов. Сероводород поражает слизистые оболочки, дыхательные органы. При попадании в кровь связывает железо гемоглобина, тем самым вызывая у животного кислородное голодание, приводящее в последствие к отравлению и последующей смерти.

Помимо негативного влияния на животных и людей, сероводород является взрывоопасным газом. Концентрация предела воспламеняемости в воздухе составляет 4,5-45,5% по объему [9].

Рассмотрев свойства сероводорода, а так же его действие на животных, персонал и технологическое оборудование можно сделать вывод о том, что на ряду с очисткой воздуха от таких вредных составляющих как пыль, микроорганизмы и аммиак существует необходимость создания системы очистки воздуха в животноводческих помещениях и от сероводорода.

На сегодняшний день промышленности известно до двадцати различных способов очистки газа от сероводорода. Все эти методы разбиты на две группы [10-12]:

• первая группа – «сухие» способы очистки с применением очистных масс в твёрдом состоянии. В качестве сухих поглотителей широкое распространение получили гидрат окиси железа и активированный уголь, а в отдельных случаях марганцевые руды.
  
• вторая группа – абсорбционные способы, с применением жидких реагентов. Мокрые способы очистки газов от сероводорода (H₂S) подразделяются на окислительные, круговые и комбинированные. При окислительных процессах применяют поглотители, окисляющие сероводород до элементарной серы. В комбинированных процессах очистки в качестве поглотителя применяется обычно раствор аммиака, образующий вместе с сероводородом, при его каталитическом окислении, сульфат аммония. В круговых процессах применяют слабые щелочи, с которыми сероводород связывается в сульфиды, а затем отгоняется от поглотительного раствора в неизменном виде.
  

  Сухие способы отличаются высокой степенью очистки газа (практически до 100%), но их существенный недостаток — небольшие скорости прохождения газа через очистительные аппараты и небольшое давление. Абсорбционные способы, наоборот, позволяют иметь большие скорости и большие давления, но степень очистки ими ниже.
  

  Но, не смотря на столь большое количество способов очистки, применение в сельском хозяйстве и в частности в животноводстве практически не один из способов не нашел. Это связано с тем, что данные способы разрабатывались для применения в газодобыче и в очистке производственных газовых выбросов, вследствие чего данные способы достаточно энергозатратны и требуют больших финансовых вложений как на стадии внедрения, так и в процессе обслуживания.
  

  Проанализировав все существующие методы очистки газа от сероводорода можно сделать вывод, что наиболее подходящим для применения в животноводстве будет абсорбционный метод с применением водного раствора. Применение данного метода основано на его высокой эффективности при наименьших как финансовых, так и энергозатрат.
  

  Из [13] известно, что сероводород по действием озона окисляется до сульфатов:
  

  (1)
  

  Таким образом, при озонировании очищаемого воздуха происходит его очистка от сероводорода. В качестве источника озона можно использовать коронный разряд, на основе которого работают электрофильтры.
  

  Для высокоэффективной очистки вентиляционного воздуха в животноводческих помещениях разработан специальный мокрый однозонный электрофильтр (МЭФ) [4, 8], конструкция которого представлена на рис. 1.
  

  Эффективность МЭФ по очистке и обеззараживанию вентиляционного воздуха была исследована в предыдущих исследованиях [4, 8]. В этих исследованиях рассматривалась очистка воздуха от пыли, микроорганизмов и аммиака. В ходе лабораторных и производственных испытаний была доказана высокая эффективность мокрого электрофильтра по очистке воздуха от вышесказанных загрязнителей [14].
  

  
  

1 – верхняя часть корпуса; 2 – нижняя часть корпуса; 3 – осадительные электроды; 4 – коронирующие электроды; 5 – электродвигатель с редуктором; 6 – сливной клапан; 7 – изоляционные плиты; 8 – вал электрофильтра; h – расстояние, на которое углубляется верхняя часть осадительных электродов в изоляционную плиту.

Рисунок 1 – Конструкция мокрого однозонного электрофильтра

Можно отметить, что мокрый однозонный электрофильтр благодаря своей конструкции может выполнять функции поверхностного абсорбера. Это объясняется тем, что в нижней части мокрого электрофильтра залита жидкость, омывающая осадительные электроды. Проходящий через фильтр поток воздуха соприкасается с поверхностью текучей пленки жидкости, залитой в нижней части электрофильтра и стекающей с осадительных электродов, омываемых жидкостью.

Используя в качестве жидкости, омывающей осадительные электроды мокрого однозонного электрофильтра, абсорбционный раствор можно добиться очистки вентиляционного воздуха от пыли, микроорганизмов и вредных газовых составляющих, в частности от сероводорода.

На основе сказанного можно сделать вывод, что использование однозонного мокрого электрофильтра для очистки вентиляционного воздуха животноводческих помещений от сероводорода будет эффективным. Это связано с тем, что использование мокрого однозонного электрофильтра имеет ряд преимуществ по сравнению с остальными способами очистки газа от сероводорода. К преимуществам предлагаемой системы можно отнести низкое энергопотребление системы, низкое аэродинамическое сопротивление, высокая эффективность, а так же дополнительная очистка от пыли, микроорганизмов и вредных газовых составляющих.

1. Научные основы электрификации и построения машинных технологий птицеводства. Славин P.M. – Машинные технологии производства яиц и мяса птицы.- М.: BИЭСX, 1984.- с.14.,.29.
2. Селянский В.М. Микроклимат в птичниках. – М.: Колос, 1975.- 304 с.
3. Capareda, S. C., C. N. Boriack, S. Mukhtar, A. Mutlu, B. W. Shaw, R .E. Lacey, and C .B. Parnell, Jr. 2004. Recovery of gaseous emission from ground level area sources of ammonia and hydrogen sulfide using dynamic isolation flux chambers. ASAE Paper No. 044013. Ottawa, Ontario, Canada: ASAE.
4. Возмилов А.Г. Электроочистка и электрообеззараживание воздуха в промышленном животноводстве и птицеводстве: Дис. …д-ра техн. наук: 05.20.02 / ЧИМЭСХ.- Челябинск, 1993.- 337 с.
5. Иванова С. А. Исследование эффективности очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных малообъемных помещениях рециркуляционным электрофильтром: Дис. канд. техн. наук.- Челябинск: ЧГАУ, 2003. – 130 с.
6. Дель М.В. Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях: Дис. канд. техн. наук.- 05.20.02 / ЧГАУ. – Челябинск, 2010. – 186с.
7. Звездакова О.В. Совершенствование двухзонного электрофильтра для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздушной среды: Дис. канд. техн. наук.- 05.20.02 / ЧГАУ. – Челябинск, 2009. – 164с.
8. Андреев Л.Н. Разработка и исследование мокрого однозонного электрофильтра для очистки рециркуляционного воздуха животноводческих помещений: Дис. канд. техн. наук.- 05.20.02 / ЧГАУ. – Челябинск, 2010. – 142с.
9. Глинка Н.Л.: Общая химия: Учебное пособие для вузов/ Под ред. А.И. Ермакова. – изд. 30-е, исправленное – М.: Интеграл-Пресс, 2008. – 728с.
10. А.И. Толочко, В.И. Филипов, О.В. Филипьев: Очистка технологических газов в черной металлургии. – М.: Металлургия, 1982. – 277 с.
11. М.Я. Юдашкин: Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1984. – 320 с.
12. Очистка промышленных выбров и утилизация отходов. Сборник научных трудов. – Л.,1985. – 368с.
13. Кривопишин И.П. Озон в промышленном птицеводстве – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Росагропромиздат, 1988. – 175с.
14. Результаты производственных испытаний мокрого электрофильтра. Вестник КрасГАУ, 2013, №8

Все статьи автора «Жеребцов Борис Викторович»