垫料肉鸡舍氨气排放动态预测模型与排放规律研究

本项目将就我国垫料肉鸡舍氨气排放规律和排放动态预测模型开展研究，为发展我国畜禽场氨气排放测试与预测技术、制定减少肉鸡舍氨气排放的有效措施提供理论基础和技术支持。本项目研究内容包括：研究垫料肉鸡舍氨气排放与规律，分析环境参数、鸡只行为和日常管理措施对氨气排放的影响,确定实验室模拟试验相关参数；试验模拟鸡只排便后粪便中氨气的释放特性，优化构建动态预测模型的关键参数-传质系数和弗兰德里希分配系数；在深入分析粪便中氨气产生、释放和传递过程的基础上，基于边界层理论构建用以预测肉鸡舍氨气排放水平和模拟随时间变化规律的排放动态模型。本项目拟以现场测试数据为基础，采用理论分析与模型模拟相结合的研究方法开展研究工作。项目的预期研究成果将为掌握我国典型垫料肉鸡舍氨气排放提供基础数据支撑，同时为评价与控制畜禽养殖生产引起的臭气污染、制定减少畜禽场氨气排放的可行性措施、实现畜禽业的健康清洁生产提供理论依据和指导。

本项目综合评价了自然通风垫料肉鸡舍通风量测试方法，得出现有的自然通风畜禽舍通风量的测试与计算方法可以归纳为分析模型、经验模型、试验研究和计算机模拟。由于缺乏标准的参考方法，最近十多年中，一直在对现有测试方法进行评估和改进以减少测量误差。建议对于现场测试，可以选取二氧化碳（CO2）平衡方程法和示踪气体法，但需要对各类畜禽的CO2产生量进行数据更新，同时进一步确定垫料中的CO2产生量。对于模拟分析研究来说，可以考虑结合示踪气体法和CFD模拟，同时加强对示踪气体法准确性的研究。本项目在实验室环境控制条件下对肉鸡粪便的质量和引起氨气释放的主要成分变化规律进行了研究。结果表明肉鸡粪便质量变化与环境温度、相对湿度和暴露时间密切相关，随着环境温度的升高、相对湿度的减少和暴露时间的增加，肉鸡粪便质量损失率增大。试验到第4天时肉鸡粪便质量衰减达到稳定，损失率约为78%。4天暴露时间后，鸡粪的TKN损失率随着温度的升高而升高，随着湿度的升高在小范围内波动。在环境空气温度为25℃，相对湿度为50%时，肉鸡粪便到1.5天后的TKN损失率达到基本稳定。本项目对肉鸡密闭饲养箱的密封性、检测系统的准确性和肉鸡短期养殖污染气体检测进行了研究。实验结果表明：箱内氨气（NH3）浓度的平均变化率为-4.40%，将浓度为37.95mg/m3 NH3通入检测系统，检测NH3浓度平均值为35.65 mg/m3，准确度达到93.94%。肉鸡密闭箱养殖污染气体检测试验结果表明：在非光照时期（22:00-次日6:00）饲养状态下NH3的浓度大于光照时期（6:00-22:00）的浓度；试验前期排便活动与NH3浓度变化趋势正相关，试验后期排便活动与NH3浓度变化趋势负相关；在粪便累积到第4天，NH3浓度急剧上升。本项目在现场测试的基础上，研制了一种鸡舍室内空气质量控制方法及系统。将多根高压聚乙烯多孔管安装在鸡舍内的粪便表面，每根高压聚乙烯多孔管上安装有等距或不等距布置的吸收器，多根高压聚乙烯多孔管经总气体管路与鸡舍外变频风机的一端连接，变频风机的另一端分别通过电磁阀与各自的臭气去除装置和新鲜空气源连接。抽风时，鸡舍内的高浓度污染气体就会被直接抽取并传输到舍外；送风时，鸡舍外新鲜空气就会被输送到舍内进行局部换气。基于CFD模拟技术，研究了出输出气体管管径大小、风口数量和距地面高度对空间内气流速度场和温度场分布的影响规律。