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“磷化氢膜下环流熏蒸技术研究”技术总结报告
发布时间：2005-12-15 15:58:25
一、 总体技术思路
通过预先在薄膜密闭的粮面下铺设回流管道，与仓外环流管道、仓内通风道形成一个全封闭的环流管道，利用环流熏蒸设备，强制气流在膜下循环，促使磷化氢气体在粮堆中均匀分布，提高粮堆气密性，降低磷化氢损失，达到有效杀死储粮害虫、降低劳动强度和费用、减少药剂污染等目的，实现与传统三低、双低储粮技术有机结合。
二、 技术方案
（一） 技术原理：通过预先在薄膜密闭的粮面下铺设回流管道，与仓外环流管道、仓内通风道形成一个全封闭的环流管道系统，利用环流熏蒸设备，实现磷化氢膜下环流熏蒸。
（二） 需达到的性能指标：仓库（粮堆）气密性≥40s，粮堆内磷化氢最低部位浓度 : 最高部位浓度≥0.6；全生活段仓储害虫致死率100%，熏蒸气体在环流管路循环，与外界、人不接触，施药、检测、环流实现自动化；施药剂量≤3g/m3，与三低、双低技术在应用过程中不冲突。
（三） 试验方法
1、试验材料的选择与设计
1.1 供试仓房 威海国家粮食储备库2000年度新建高大平房仓24、25号仓，设计容量均为5000吨，仓房总体积12920m3 ，配有固定式环流熏蒸设备；粮食为2001年度收获入库的新小麦。（如表1）
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仓号 |
粮食数量 |
粮食水分 |
平均粮温 |
主要害虫 |
害虫密度 |
粮堆高度 |
粮堆体积 |
空间体积 |
密闭方式 |
环流设备 |
|
24 |
5831吨 |
12.3% |
14℃ |
玉米象 |
1头/kg |
6.1m |
7320m3 |
5600m3 |
一面密闭 |
固定式 |
|
25 |
5831吨 |
12.1% |
14.5℃ |
玉米象 |
1头/kg |
6.1m |
7320m3 |
5600m3 |
一面密闭 |
固定式 |
1.2 试验药剂及剂量 磷化铝，山东龙口市化工厂生产。根据《磷化氢环流熏蒸技术规程》（LS/T 1201-2002）要求，结合传统薄膜密闭熏蒸的特点和仓库粮温低于25℃的实际，设定粮堆磷化氢浓度为150ppm，实际施药剂量为1.1g/m3，每幢仓总施药量为8kg，二氧化碳用量与磷化铝产生的磷化氢的比例为98：2。敌敌畏，空间防治用。
1.3 磷化氢环流装置 仓外固定气体环流管路及YYWF7122型环流熏蒸风机，深圳达实智能股份有限公司生产，风量600m3/h，风压1000Pa，功率0.55KW；仓内膜下气体回流管道：选用φ63mm，长5m的PVC塑料工程管，人工环绕钻孔，孔径φ2.5mm，孔间距离约为1cm，每根钻孔约10000个（东西向管道不钻孔，南北向管道钻孔），布管方位与地上笼通风道相错；地上笼通风风道，每栋仓房4个通风口，每个通风口是一机三道。
1.4 施药装置 LM－KF3608－V型粮食仓外混合熏蒸机，北京良茂科技发展有限公司生产。
1.5 检测装置 DST-01D磷化氢气体检测仪、DST-01A报警仪：深圳达实智能股份有限公司生产。
2、试验方法
2.1 膜下回流管道安装 把钻好孔的φ63mmPVC回流管按与地上笼通风道相错的部位依次安装在粮面下10cm处，其中三边离墙10cm。（如图1）
图1 膜下环流管安装示意图
2.2 检测点的设置 如图2所示，将5个不锈钢气体取样探头分别置于粮仓的四个角和中间部位，深度为距粮面1m、2m、4m、5m、3m。
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测点1（距粮面1m深） 测点2（距粮面4m深）
★ ★
★
测点5（距粮面3m深）
★ ★
测点4（距粮面2m深） 测点3（距粮面5m深） |
图2 不锈钢气体取样探头布置示意图
2.3 悬挂敌敌畏棉球 将蘸有敌敌畏的棉球悬挂在仓库空间，防治空间害虫。
2.4 密封粮堆及门窗 膜下环流管和浓度检测点设置完毕，用聚氯乙烯薄膜单面覆盖粮面，薄膜与墙体连接用塑料槽管嵌橡皮条管，同时密封好门窗和通风孔。
2.5 气密性检测 在粮食入库过程中和结束后，封好门窗和粮堆，用U形压力测定粮堆从负压500Pa下降到负压250Pa时所需时间作为粮堆气密性。
2.6 设备安装及调试 将LM－KF3608－V型移动式环流熏蒸机的吸气管与环流管道的回流管连接起来，并将该机的1个出气管与通风道的预留口连接，CO2钢瓶的高压软管与仓外混合熏蒸机的CO2进气口连接。开启环流风机用风速仪测定每个环流管道的风速。经测定，环流熏蒸管道为5～7m/s。
2.7 查漏 开启环流熏蒸风机、CO2钢瓶和混合熏蒸机，检查是否正常工作，漏气。一旦发现漏气，迅速封堵，以保证良好的气密性。
2.8 施药 将备好的AlP片剂投入储药桶并封好盖，然后打开CO2钢瓶阀门，CO2气源压力保持在0.2MPa，待CO2净化环流熏蒸管道5分钟后，按每分钟45克AlP的速度将8公斤药剂投入，3小时分解结束。
2.9 环流 在投药开始时启动风机进行环流，待薄膜内的磷化氢浓度基本平衡（最低：最高≥0.6）后停止。
2.10 PH3气体浓度的检测 开机4小时后，用磷化氢浓度检测仪测定PH3浓度，以后每天检测一次，一直到29天为止。
2.11 检查害虫死亡率 施药熏蒸28天后，在熏蒸前扦取虫样的地方再次扦取粮食样品检查害虫密度；将除去成虫后剩余的小麦样品装入另外的培养瓶，放入培养箱培养30天，检查是否有活虫出现。
三、 技术关键
1、膜下回流管的制作和铺设，回流管均匀钻孔，铺设方位应与地上笼通风道相错；
2、粮堆密闭要严密。密封工作要从入库环节抓起，从仓内对仓门挡粮板用0.18mm厚的塑料薄膜密闭，用胶带封闭连接点，然后填充粮食压实。仓内粮食采取管槽薄膜卡边密闭。门窗及其它与外界连接口一律用薄膜密闭。
3、投药前应预通5分钟CO2气体，净化环流管道；
4、投药速度和CO2输送速度要协调一致，确保产生的PH3与CO2比例保持在2：98。
四、 实施效果
经测试，磷化氢膜下环流熏蒸技术试验达到预期目的，各项性能均符合《磷化氢环流熏蒸技术规程》要求。
1 、 仓库气密性： 24号仓120s，25号仓230s，均高于40s的要求。
2、 磷化氢浓度变化：如表2：从施药后24小时粮堆浓度基本达到平衡，25小时左右粮堆平均浓度达到最大值，然后逐步下降，30小时左右粮堆最低浓度/最高浓度为0.5以上，40小时后粮堆磷化氢浓度均匀性保持在0.8左右。28天后粮堆内磷化氢浓度仍保持在100ppm以上，总CT值为180mgh/m3以上；60天后浓度仍在40 ppm以上。密闭粮堆有少许毒气外泄，空间磷化氢浓度在10-20ppm之间。由于本试验选择的环流风机风量600m3/h小于以往试验报道的环流风机风量1000 m3/h，因此其达到平衡的时间要较以往报道的长三分之一。
表2： 环流熏蒸磷化氢检测记录表 单位：浓度，ppm；CT值，mgh/m3
|
24号仓 |
25号仓 |
|
时间（h） |
测点1 |
测点2 |
测点3 |
测点4 |
测点5 |
平均浓度 |
最低与最高比 |
空间 |
时间（h） |
测点1 |
测点2 |
测点3 |
测点4 |
测点5 |
平均浓度 |
最低与最高比 |
空间 |
|
16 |
409 |
140 |
81 |
510 |
92 |
246 |
0.16 |
0 |
19 |
30 |
393 |
497 |
527 |
652 |
420 |
0.05 |
19 |
|
24.7 |
306 |
263 |
206 |
426 |
634 |
367 |
0.32 |
0 |
27 |
390 |
375 |
482 |
503 |
543 |
459 |
0.69 |
8 |
|
40 |
328 |
261 |
294 |
432 |
500 |
363 |
0.52 |
21 |
*43 |
461 |
373 |
480 |
441 |
475 |
446 |
0.78 |
27 |
|
*64 |
290 |
271 |
296 |
316 |
318 |
298 |
0.85 |
29 |
67 |
443 |
392 |
502 |
437 |
512 |
457 |
0.77 |
36 |
|
88 |
232 |
281 |
302 |
335 |
310 |
292 |
0.69 |
25 |
91 |
395 |
396 |
438 |
319 |
414 |
392 |
0.73 |
33 |
|
112 |
215 |
247 |
282 |
307 |
301 |
270 |
0.70 |
22 |
115 |
349 |
370 |
438 |
330 |
397 |
377 |
0.75 |
33 |
|
136 |
293 |
258 |
262 |
310 |
286 |
282 |
0.83 |
22 |
139 |
326 |
310 |
410 |
307 |
345 |
340 |
0.75 |
32 |
|
160 |
265 |
232 |
247 |
306 |
302 |
270 |
0.76 |
24 |
163 |
354 |
306 |
377 |
304 |
390 |
346 |
0.81 |
29 |
|
184 |
214 |
239 |
235 |
209 |
248 |
229 |
0.84 |
15 |
187 |
309 |
303 |
353 |
313 |
306 |
317 |
0.86 |
30 |
|
208 |
237 |
223 |
233 |
261 |
255 |
242 |
0.85 |
16 |
211 |
303 |
283 |
337 |
255 |
315 |
299 |
0.76 |
14 |
|
232 |
196 |
212 |
220 |
185 |
248 |
212 |
0.75 |
13 |
235 |
297 |
322 |
324 |
299 |
305 |
309 |
0.92 |
15 |
|
256 |
199 |
214 |
212 |
193 |
200 |
204 |
0.90 |
14 |
259 |
252 |
239 |
302 |
288 |
289 |
274 |
0.79 |
24 |
|
280 |
159 |
200 |
192 |
238 |
184 |
195 |
0.67 |
10 |
283 |
276 |
213 |
293 |
210 |
270 |
252 |
0.72 |
22 |
|
304 |
184 |
193 |
197 |
247 |
216 |
207 |
0.74 |
10 |
307 |
255 |
203 |
271 |
225 |
268 |
244 |
0.75 |
21 |
|
328 |
178 |
183 |
183 |
219 |
196 |
192 |
0.81 |
8 |
331 |
218 |
200 |
255 |
217 |
254 |
229 |
0.78 |
20 |
|
352 |
177 |
171 |
172 |
149 |
183 |
170 |
0.76 |
8 |
355 |
228 |
184 |
241 |
181 |
230 |
213 |
0.75 |
18 |
|
376 |
106 |
171 |
171 |
161 |
172 |
156 |
0.62 |
9 |
379 |
224 |
178 |
230 |
199 |
213 |
209 |
0.77 |
18 |
|
400 |
85 |
165 |
162 |
198 |
167 |
155 |
0.43 |
9 |
403 |
204 |
145 |
206 |
157 |
225 |
187 |
0.64 |
19 |
|
424 |
106 |
157 |
153 |
187 |
161 |
153 |
0.57 |
9 |
427 |
138 |
148 |
203 |
196 |
207 |
178 |
0.67 |
17 |
|
448 |
139 |
149 |
149 |
178 |
146 |
152 |
0.78 |
8 |
451 |
184 |
124 |
189 |
121 |
180 |
160 |
0.64 |
17 |
|
472 |
147 |
144 |
142 |
171 |
132 |
147 |
0.77 |
9 |
475 |
180 |
133 |
172 |
164 |
174 |
165 |
0.74 |
16 |
|
496 |
120 |
139 |
136 |
159 |
135 |
138 |
0.75 |
8 |
499 |
147 |
142 |
168 |
157 |
172 |
157 |
0.83 |
17 |
|
520 |
126 |
133 |
137 |
153 |
124 |
135 |
0.81 |
7 |
523 |
145 |
136 |
163 |
150 |
149 |
149 |
0.91 |
17 |
|
544 |
120 |
130 |
131 |
147 |
122 |
130 |
0.82 |
7 |
547 |
146 |
122 |
152 |
134 |
151 |
141 |
0.80 |
15 |
|
568 |
104 |
124 |
119 |
133 |
111 |
118 |
0.78 |
7 |
571 |
139 |
124 |
145 |
140 |
141 |
138 |
0.86 |
14 |
|
592 |
113 |
117 |
116 |
118 |
106 |
114 |
0.90 |
6 |
595 |
137 |
106 |
135 |
136 |
136 |
130 |
0.78 |
14 |
|
616 |
107 |
112 |
112 |
123 |
123 |
115 |
0.87 |
5 |
619 |
129 |
104 |
131 |
113 |
133 |
122 |
0.78 |
14 |
|
640 |
103 |
106 |
106 |
114 |
110 |
108 |
0.90 |
4 |
643 |
132 |
123 |
125 |
126 |
130 |
127 |
0.93 |
12 |
|
664 |
97 |
101 |
101 |
104 |
102 |
101 |
0.93 |
4 |
667 |
122 |
116 |
118 |
108 |
118 |
116 |
0.89 |
13 |
|
CT值 |
168 |
172 |
175 |
206 |
195 |
183 |
0.82 |
11 |
CT值 |
225 |
203 |
252 |
214 |
245 |
228 |
0.83 |
19 |
|
平均浓度 |
177 |
182 |
184 |
217 |
205 |
193 |
0.82 |
12 |
平均浓度 |
237 |
214 |
265 |
226 |
258 |
240 |
0.83 |
20 |
|
952 |
64 |
62 |
62 |
61 |
61 |
62 |
0.95 |
0 |
955 |
66 |
69 |
69 |
66 |
71 |
68 |
0.93 |
0 |
|
1120 |
52 |
51 |
52 |
50 |
50 |
51 |
0.96 |
0 |
1123 |
56 |
56 |
56 |
56 |
56 |
56 |
1.00 |
0 |
|
1480 |
42 |
44 |
44 |
40 |
44 |
43 |
0.91 |
0 |
1483 |
48 |
51 |
50 |
47 |
49 |
49 |
0.92 |
0 |
注：*停止环流时间
3、杀虫效果 熏蒸28天及培养28天后的样品经检查均无活虫存在，害虫致死率为100%，空间也无活虫发现。
4、熏蒸成本 经测算，膜下环流熏蒸年吨粮熏蒸费用为：24号仓0.154元、25号仓0.153元。
表3 ：24号、25号仓膜下环流熏蒸费用表
|
仓号 |
总计(元) |
药剂费用 |
耗电费用 |
膜下环流管道 |
熏蒸人员保健费(元) |
吨粮费用(元/吨)
|
|
磷化铝 |
二氧化碳 |
熏蒸机耗电 |
环流风机耗电 |
用量(m) |
单价(元/m) |
总费用(元) |
按15年,年摊费用(元) |
|
用量(kg) |
单价(元/kg) |
费用(元) |
用量(kg) |
单价(元/kg) |
费用(元) |
时间(h) |
功率(kw) |
费用(元) |
时间(h) |
功率(kw) |
费用(元) |
|
24 |
900 |
8 |
23.5 |
188 |
138.5 |
2.6 |
360 |
3.5 |
5.2 |
12.7 |
60 |
0.55 |
23 |
356 |
7 |
2492 |
166 |
150 |
0.154 |
|
25 |
897 |
8 |
23.5 |
188 |
142 |
2.54 |
360 |
4 |
5.2 |
14.5 |
47 |
0.55 |
18 |
356 |
7 |
2492 |
166 |
150 |
0.153 |
五、技术评价
膜下环流熏蒸技术与常规熏蒸技术相比，有降低用药量、便于磷化氢气体在粮堆快速均匀分布、方便补药、保障员工身体健康等优点，与全仓环流熏蒸技术对比，也有着较大优势。
1、膜下环流熏蒸技术能够改善仓库（粮堆）气密性，应用范围进一步拓展。从气密性的测定结果看，两幢仓库（粮堆）的气密性分别为120s、230s，而2000年我们在文登、乳山直属库的同类仓库进行全仓环流熏蒸时测定的仓库气密性均为40-60s，膜下环流熏蒸粮堆气密性要高出全仓环流熏蒸的1-3倍。气密性对环流熏蒸效果十分重要。本试验中由于25号仓库气密性明显好于24号仓，无论是粮堆最高浓度还是总CT值都要较24号仓高25%。由于膜下环流熏蒸技术可以改善粮仓气密性，从而克服了环流熏蒸技术对仓库本身气密性要求高的不足。对于仓顶和门窗气密性达不到要求的仓库，可以采用一面塑料薄膜密闭膜下环流熏蒸技术，对于仓库整体气密性达不到要求的仓库，可以采用六面或五面薄膜密闭膜下环流熏蒸技术，扩大了环流熏蒸技术的应用范围。
2、膜下环流熏蒸粮堆内磷化氢均匀性要好于全仓环流熏蒸。由于膜下环流熏蒸在粮面铺设了环流回风管道，不仅解决了密封粮堆的气体回流问题，还大大提高了磷化氢在粮堆内的均匀分布，减少了整仓环流中易出现的“死角现象”。从试验结果看，膜下环流熏蒸在粮堆达到基本平衡后，最低浓度与最高浓度比一直保持在0.7以上，熏蒸28天最低平均浓度与最高平均浓度比为0.82以上，粮堆内各点磷化氢浓度曲线平滑，呈平稳下降趋势；而文登直属库全仓环流熏蒸4号仓粮仓内各点磷化氢变化曲线曲折，升降幅度变化较大，说明了膜下环流熏蒸粮堆内磷化氢浓度均匀性明显好于全仓环流熏蒸，同时也说明了膜下环流管路制造及铺设的合理性（如图3-5所示）；另外，由于膜下环流熏蒸需进行环流的气体量比全仓环流熏蒸的少，单位时间内气体环流次数多，磷化氢浓度达到有效浓度的时间要快于全仓环流熏蒸，有利于杀死害虫。
3、膜下环流熏蒸可以很好地保持粮堆内有效的磷化氢浓度。仓房泄漏是损失PH3的重要原因，良好的密封是PH3熏蒸是否成功的关键，而使用PVC粮膜覆盖粮面则是达到这一目的的有效方法之一。经计算，熏蒸28天粮仓磷化氢每天下降率为2.8%，而仓内磷化氢浓度仍然保持在100ppm以上，有利于彻底杀死各种虫态的害虫。而全仓环流熏蒸粮堆内磷化氢浓度衰减速度要快得多，据刘建国等报道，全仓环流熏蒸5.7小时粮堆内达到最高平均浓度791ppm，而113小时粮堆内磷化氢浓度为102.5ppm，140小时粮堆内磷化氢平均浓度仅为31.1ppm，据此计算，熏蒸6天其磷化氢每天下降率为16%，是膜内环流熏蒸的5倍。因此，要获得一定CT值，在相同的密闭时间内，全仓环流熏蒸施药剂量高出膜下环流熏蒸2倍多，从这个意义上说，膜下环流熏蒸不仅节省了空间无效施药量，而且减少了粮堆施药数量，将PH3的损失降低到最低限度。
4、膜下环流熏蒸技术效益可观。较全仓环流熏蒸，“膜下环流”熏蒸对象体积小（空间不施药），需要的施药剂量低，所需环流的时间短，不仅可降低施药数量，而且电耗少，具有较好的经济效益、生态效益、社会效益。经测算，膜下环流熏蒸吨粮费用为0.154元左右，而据孙广建等报道，全仓环流熏蒸吨粮费用为0.317元，2000年我们在文登、乳山直属库进行的全仓环流熏蒸吨费用为0.337元。熏蒸一次，膜下环流熏蒸技术较全仓环流熏蒸吨费用可节省50%以上。另外，由于膜下环流熏蒸后感染机率小，以后可采取低氧无药保管，经济效益将更为可观，粮食污染和环境污染程度也进一步降低。
5、膜下环流熏蒸技术可以减少熏后粮堆感染，并较好地解决与三低、双低储粮技术的矛盾。由于全仓环流熏蒸粮堆是一个开放体，熏蒸后人员进仓检查、密闭都可能造成感染，外界害虫也容易进入，感染机率较大，来年一般需要再次熏蒸；而膜下环流熏蒸粮堆是一个密封体，感染机率就小得多，可采取低氧无药保管，来年不必进行熏蒸。另外全仓环流熏蒸与三低、双低储粮技术在应用中存在一些矛盾。由于全仓环流熏蒸需要重复密闭—揭膜—熏蒸—密闭，粮堆密闭时间短，熏蒸季节（6-8月份）温度高，不仅不利于低氧、低温的形成和保持，而且增加了员工的劳动强度。而“膜下环流熏蒸”由于可以在粮食密封前铺好管道，密封一次一般不需再次揭膜，粮堆密闭时间长，低氧、低温易形成和保持，使环流熏蒸技术与三低、双低储粮技术有机结合，进一步提高储粮技术应用效果和储粮质量，也有效降低了员工的劳动强度。
综合以上分析，磷化氢膜下环流熏蒸技术无论从应用范围、熏蒸效果、储粮效益方面，较国内同类先进技术（全仓环流熏蒸技术）都明显领先，将是今后粮食熏蒸技术的首选方式，具有广阔的应用前景。
二OO二年十二月十四日
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