Hydrogen sulfide (H₂S) được sinh ra liên tục trong điều kiện yếm khí tại các hố chứa bùn, rãnh phân dưới lòng đất và bể thu gom phân của các trang trại chăn nuôi lợn quy mô lớn. Với mật độ cao hơn không khí, loại khí này có xu hướng tích tụ ở những khu vực thấp trong chuồng lợn. Nó không chỉ gây tổn hại đến đường hô hấp của lợn và làm giảm hiệu suất chăn nuôi, mà còn tiềm ẩn nguy cơ ngộ độc chết người cho nhân viên làm việc tại hiện trường. Với tính phản ứng cao và diện tích bề mặt riêng lớn, kẽm oxit hoạt hóa đặc biệt nổi bật là vật liệu ưu việt để loại bỏ hiệu quả hydrogen sulfide ở nhiệt độ môi trường trong các trang trại chăn nuôi lợn.
Khi khí hydrogen sulfide tiếp xúc với kẽm oxit hoạt hóa, một phản ứng hóa học nhanh chóng xảy ra. Hydrogen sulfide dạng khí độc được chuyển hóa thành kẽm sulfide rắn ổn định, về cơ bản loại bỏ hoàn toàn ô nhiễm khí dễ bay hơi mà không phát thải khí thải thứ cấp.
Khác với kẽm oxit thông thường dùng trong thức ăn chăn nuôi và kẽm oxit sản xuất gián tiếp, kẽm oxit hoạt hóa được xử lý qua các quy trình đặc biệt để có cấu trúc xốp, rời, diện tích bề mặt riêng siêu lớn và nhiều vị trí hoạt động trên bề mặt. Nó khắc phục được nhược điểm của kẽm oxit thông thường như tốc độ phản ứng chậm và khả năng hấp phụ yếu ở nhiệt độ phòng. Ngay cả trong điều kiện phức tạp của trang trại chăn nuôi với nhiệt độ môi trường, độ ẩm cao và nhiều tạp chất, nó vẫn có thể hấp phụ và cố định hydrogen sulfide một cách hiệu quả, trở thành vật liệu kẽm chức năng phù hợp cho khử mùi cuối cùng trong ngành chăn nuôi.
Một quan niệm sai lầm phổ biến trong ngành cần được làm rõ: kẽm oxit dùng trong thức ăn chăn nuôi khi uống vào không thể loại bỏ hydrogen sulfide trong chuồng lợn. Kẽm oxit dùng trong thức ăn chăn nuôi có tác dụng giảm tiêu chảy ở lợn con cai sữa trong đường ruột, và hoạt tính của nó giảm mạnh sau khi bài tiết cùng phân, mất đi khả năng khử mùi. Chỉ kẽm oxit hoạt hóa dạng rắn áp dụng bên ngoài, tiếp xúc trực tiếp với khí hydrogen sulfide, mới có thể mang lại hiệu quả khử lưu huỳnh và khử mùi.
Ưu điểm cốt lõi của kẽm oxit hoạt hóa chính là tính phản ứng vượt trội ở nhiệt độ bình thường trong chuồng lợn, với tốc độ khử lưu huỳnh cao hơn hẳn so với kẽm oxit thông thường. Không cần thiết bị gia nhiệt, giúp ứng dụng liên tục suốt ngày đêm. Hơi nước, amoniac và carbon dioxide trong chuồng lợn cạnh tranh các vị trí hấp phụ, khiến các vật liệu khử lưu huỳnh thông thường nhanh chóng mất tác dụng. Ngược lại, kẽm oxit hoạt hóa có cấu trúc ổn định và tính chọn lọc phản ứng cao, gần như không bị ảnh hưởng bởi các tạp chất môi trường. Nó duy trì hiệu suất khử lưu huỳnh ổn định và tuổi thọ dài trong môi trường ẩm ướt, hỗn hợp nhiều khí của trang trại chăn nuôi. Đồng thời, với vai trò chất khử mùi bên ngoài, kẽm oxit hoạt hóa sẽ không gây kích ứng đường hô hấp của lợn hay làm phiền đến quá trình nghỉ ngơi và phát triển của chúng, đáp ứng các yêu cầu về chăn nuôi xanh và bảo vệ môi trường.
Có ba phương thức ứng dụng chính để loại bỏ hydrogen sulfide bằng kẽm oxit hoạt hóa:
- Phun dưới rãnh phân và sàn lưới
Kẽm oxit hoạt hóa được điều chế thành dạng nhũ tương phân tán trong nước và phun đều lên các khu vực phát sinh hydrogen sulfide, bao gồm mặt dưới sàn lưới, tường trong rãnh phân và các khe hở dưới đáy chuồng bằng thiết bị phun sương áp suất thấp. Sau khi nhũ tương khô, một lớp màng chức năng dày đặc từ kẽm oxit hoạt hóa hình thành. Khi hydrogen sulfide sinh ra từ quá trình lên men yếm khí của phân bay hơi lên trên, nó sẽ phản ứng trực tiếp với lớp màng chức năng và bị cố định, ngăn chặn sự lan tỏa mùi ngay từ nguồn phát sinh. Phương pháp này thuận tiện trong thi công, không làm gián đoạn quá trình chăn nuôi bình thường, và chỉ cần phun một lần đã mang lại hiệu quả lâu dài, trở thành giải pháp tiết kiệm chi phí nhất hiện nay cho các trang trại chăn nuôi lợn.
- Ức chế mùi bề mặt cho bể thu gom phân và hồ chứa nước thải
Đối với các bể thu gom và lưu trữ phân kín trong trang trại chăn nuôi lợn, kẽm oxit hoạt hóa dạng bột siêu mịn có thể được rải đều với lượng thích hợp để phủ kín bề mặt chất lỏng. Nó có thể hấp thụ hydrogen sulfide bay hơi từ các vùng nước, hạn chế mùi thoát ra, đồng thời ức chế vừa phải quá trình lên men quá mức của vi khuẩn yếm khí bề mặt nhằm giảm thiểu việc sinh ra hydrogen sulfide liên tục, hiệu quả giảm mùi hôi và ngăn ngừa muỗi sinh sản quanh bể chứa phân.
- Lọc hấp phụ trong hệ thống thoát khí (đặc biệt dành cho trang trại chăn nuôi lợn quy mô lớn)
Trang trại chăn nuôi lợn quy mô lớn có thể lắp kẽm oxit hoạt hóa lên các giá đỡ tổ ong, ceramsite hoặc bông lọc để chế tạo các module lọc khử lưu huỳnh chuyên dụng, lắp đặt tại đầu các quạt áp suất âm và ống dẫn khí thải. Khí thải từ chuồng lợn buộc phải đi qua các module lọc, nơi hydrogen sulfide được hấp phụ và cố định hoàn toàn. Điều này giúp giảm đáng kể nồng độ mùi trong khí thải và ngăn ngừa các khiếu nại về môi trường.
So với các vật liệu truyền thống như kẽm oxit thông thường, chất khử mùi sinh học và than hoạt tính, kẽm oxit hoạt hóa là vật liệu chức năng phù hợp nhất để loại bỏ hydrogen sulfide ở nhiệt độ môi trường trong trang trại chăn nuôi lợn. Nhờ những thế mạnh cốt lõi như diện tích bề mặt riêng lớn, tính phản ứng cao, khả năng chống nhiễu mạnh mẽ và độ ổn định lâu dài, nó có thể cố định hydrogen sulfide hiệu quả trong chuồng lợn, cải thiện môi trường chăn nuôi, giảm tỷ lệ mắc bệnh và giải quyết các vấn đề môi trường liên quan đến mùi hôi.