劉均巖

（山東漢灃環(huán)保科技股份有限公司，山東 諸城 262200)

病死動物無害化處理和資源化利用探討及干化化制法項目介紹

劉均巖

（山東漢灃環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，山東 諸城 262200)

0 概述

上海黃浦江松江段及上游水域漂浮大量死豬、H7N9禽流感病毒的出現(xiàn)、福建龍巖2 000 t死豬肉流向餐桌，以及多地公安部門公布的將病死畜禽制成公眾食品案等一系列攸關老百姓食品安全和畜牧業(yè)健康發(fā)展的事件，將公眾關注的焦點再次聚向病死動物以及動物屠宰下腳料的無害化處理。因此，病死動物的無害化處理是畜牧養(yǎng)殖業(yè)污染控制的重要環(huán)節(jié)，病死動物的無害化處理的推廣和普及迫在眉睫。

我國畜禽養(yǎng)殖規(guī)模世界第一，每年會產(chǎn)生大量的死亡畜禽。據(jù)國家相關統(tǒng)計單位發(fā)布數(shù)據(jù)，2015 年生豬存欄量4.5億頭左右，生豬出欄量約7.1億頭左右，禽類（雞、鴨、鵝等）存欄量約70億羽左右，牛存欄量3億頭左右，家兔存欄量2.3億只左右，寵物8 000萬只左右，貂狐等3.8億只左右。據(jù)國家相關部門統(tǒng)計，豬的死亡率為5%～10%，家禽的死亡率為8%左右，牛羊的死亡率為3%左右，寵物的死亡率為2%左右，貂狐的死亡率為3%左右；根據(jù)以上的數(shù)據(jù)計算，我國每年約產(chǎn)生超過200萬t左右的病死畜禽廢棄物。眾所周知，病死動物機體的主要成分包括水分、有機物質(zhì)和礦物元素，而這些物質(zhì)均屬人類寶貴的資源，如何能合理有效地對這些資源進行無害化處理和資源化利用，事關人民群眾身體健康，事關生態(tài)環(huán)境持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，事關人類社會和經(jīng)濟效益。

筆者將從生態(tài)環(huán)境保護、人類身體健康和資源化利用的角度出發(fā)，對我國現(xiàn)行的無害化處理方式進行比較和分析，希望能夠促進我國畜牧業(yè)的健康發(fā)展和人類社會的和諧。

1 病死動物無害化處理的方式比較

目前國內(nèi)外常用的病死動物無害化處理方式主要有深埋法、化尸窖法、直接焚燒法、生物降解法和化制法。根據(jù)全國各個省份和地區(qū)所采用的病死動物無害化處理方式和實際運行情況進行分析，各種處理方式各有優(yōu)缺點，下面筆者對以上各種無害化處理方式的優(yōu)缺點進行比較。

1.1 深埋法

深埋法的基本處置原理是利用土壤中的微生物自然分解達到無害化的目的。其優(yōu)點是操作方式簡單、投入成本低，該處置方式多被中小型養(yǎng)殖場所采用。然而，深埋法的缺點是污染地下水資源、占用大量的土地資源，稍有處置不當會造成二次污染，危及人類和其他畜禽健康。

1.2 化尸窖法

化尸窖法是利用磚和混凝土結(jié)構施工建設的密閉池，將病死動物投入窖內(nèi)讓病死動物自然腐爛的處置方法。該法也稱堿解處置，即通過投加氫氧化鉀等化學物質(zhì)，催化降解死亡動物，殺滅病原體，并對其殘留物作進一步處理，達到環(huán)保要求的處置方式。此法的優(yōu)點是操作方式簡單，投資與處理成本低。缺點是處理時間長，占用土地多，受地域、季節(jié)影響較為明顯，處理不當時很可能造成土壤、地下水和大氣污染，處理的產(chǎn)物很難進行資源化利用而造成資源的浪費。

1.3 直接焚燒法

直接焚燒法是指將死亡動物控制在一定條件下并投擲于焚燒爐，經(jīng)過充分的氧化和熱解達到無害化處理的目的。焚燒法的優(yōu)點是無害化處理最徹底、處置速度快。缺點是運行成本大，環(huán)評困難，會產(chǎn)生一氧化碳和二噁英等廢氣，嚴重污染空氣，群眾難接受，選址困難。

1.4 生物降解法

生物降解法是指利用微生物發(fā)酵達到無害化處理的目的。生物降解的前處理工序有的需要預破碎處理，有的需要濕化法化制等。生物降解法的優(yōu)點是運行成本低、建設周期短。缺點是處理周期長、批次處理量小。

1.5 化制法

化制法有濕化法和干化法兩種。濕化法是指將病死動物放入密閉的壓力容器內(nèi)直接通入蒸汽，蒸汽和病死動物的尸體直接接觸通過高溫達到無害化處理的目的。濕化法的優(yōu)點是利用高溫飽和蒸汽無害化處理滅菌效果好、操作簡單、占用面積小等。缺點是能耗高、產(chǎn)生的污水難處理等。干化法是指蒸汽通過夾層間接加熱進行滅菌、化制和烘干處理以達到無害化處理的目的。干化法的優(yōu)點是無害化處理徹底、效率高、產(chǎn)品的附加值高。缺點是一次性投入高、配套附屬設備多、占用土地面積大等。

如何能將處理的病死動物產(chǎn)品進行資源化和高值化利用是國家企業(yè)科研工作者、科研院所、院校和相關企業(yè)單位的研究重點，例如有的科研單位已將無害化處理的產(chǎn)品制成有機肥和生物肥、非人類食用動物的飼料、資源化和高值化的蛋白產(chǎn)物等。在國家政策的引導和支持下，相關的科研單位、院所投入了大量的物力、財力進行研究以提高無害化處理產(chǎn)品的附加值，推動了我國的無害化處理事業(yè)的發(fā)展，為人類社會的和諧、健康發(fā)展做出了巨大的貢獻。

2 無害化處理產(chǎn)品的資源化和高值化利用方式

根據(jù)我國無害化處理項目的推廣進展和已經(jīng)運行的無害化處理中心處理效果的比較，各個地區(qū)和省份推崇的資源化和高值化的無害化處理方式有碳化焚燒資源化、油炸資源化、生物發(fā)酵資源化利用和干化化制資源化幾種。以浙江等地為主的地區(qū)比較推崇碳化焚燒資源化，湖南等地比較推崇油炒資源化，福建等地比較推崇發(fā)酵資源化，其中干化化制資源化利用方式在我國各地應用的最多、效果最好、附加值也最高。

2.1 碳化焚燒資源化利用方式

動物熱解碳化處理的產(chǎn)物可以循環(huán)用作該工藝的燃燒原料，也可以用作土壤改良劑、燃料等，達到了無害化和資源化利用的目的。然而，該處理方式將構成病死動物的有機質(zhì)和其他資源燃燒掉了，僅僅回收了碳化焚燒產(chǎn)物，資源化利用率和產(chǎn)品附加值低，并且設備運行成本太高，基本處于虧損運營狀態(tài)，因此，很多以碳化焚燒為主的無害化處理中心被干化化制法的處理方式取代。

2.2 生物降解資源化利用方式

生物降解法處理的產(chǎn)物主要用于生產(chǎn)有機肥或者和動物糞便混合進行二次發(fā)酵生產(chǎn)有機肥等農(nóng)資產(chǎn)品。該處理方式也達到了無害化資源化利用的目的，但是無害化、資源化的產(chǎn)品價值相對較低，沒能達到資源的最大化和高值化利用。

2.3 干化化制資源化利用方式

干化化制法的產(chǎn)物為殘油率和含水率很低的肉骨粉和含水率很低的動物油脂。肉骨粉可以用作有機肥、非食用動物的飼料以及其他的高蛋白產(chǎn)物，油脂主要用于工業(yè)用油。相對來講，該處理方式真正達到了病死動物的無害化處理和資源化利用的價值最大化，在國內(nèi)外應用最為廣泛，效果最好。

3 干化化制法項目介紹

3.1 干化化制法簡述

工藝要求：干化化制法主要通過向化制罐夾層和中軸通入高溫高壓飽和蒸汽，間接加熱產(chǎn)品，使罐內(nèi)達到高溫（120～180 ℃）高壓狀態(tài)來完全殺滅畜禽尸體內(nèi)病原體，泄壓后通過抽真空加熱達到干燥物料的目的。設備的工藝采用預破碎處理→高溫高壓化制處理→物料烘干→壓榨脫脂→風冷降溫→物料包裝儲存→油脂儲存；處理后的物料可以作有機肥的原料或非人類食用動物飼料；得到的油脂用于工業(yè)用油或提煉生物柴油。

本項目為病死動物無害化處理中心項目，以5 t/批次為例，布置1條生產(chǎn)線（詳見工藝圖），項目包含：廠房土建、設備生產(chǎn)制造、現(xiàn)場安裝、調(diào)試、試運行、正常運行等過程。

3.2 項目運行條件

總體要求：在滿足設計使用工藝要求的前提下，真正達到無害化處理、無廢水、無廢氣排放和資源化利用目的。

1）電源：三相四線制，主電路380 V/50 HZ ，控制電路220 V/50 HZ，變壓器要求能承載250 kw設備功率。

2）水源：冷卻塔水池100 m3（可循環(huán)使用），其他的水源主要用于人員、車輛、設備清洗消毒，地面清洗等。

3）蒸汽源：蒸汽主要用于化制機化制、干燥，壓榨機、儲油罐、油脂過濾池等設備的加熱。要求蒸汽鍋爐(生物質(zhì)、燃油、燃氣)產(chǎn)汽量為2 t/h，工作壓力為1.25 Mpa。

4）氣源：壓縮空氣主要為設備的氣動元件提供動力?？諝鈮嚎s機的排氣量為2 m3/min，最高工作壓力為0.8 Mpa，如果氣動元件過多可根據(jù)實際情況配置儲氣罐。

3.3 廠區(qū)布局

無害化處理廠區(qū)要求有辦公車間、無害化處理車間、變壓器室、廢水處理區(qū)、廢氣處理區(qū)、車輛消毒區(qū)、鍋爐房等。

辦公車間：辦公車間可根據(jù)無害化處理中心的土地面積和投資方的意愿自行建設。

無害化處理車間：無害化處理車間的門口不能和處理中心的工作人員進出人的門口共用；無害化處理車間門口要求有車輛消毒池和消毒通道；車間的外形尺寸（長×寬×高）要求為60 m×21 m×8 m（檐高），車間一側(cè)預留廢氣、廢水處理區(qū)。

鍋爐房和變壓器室等根據(jù)場地實際情況自行建設，以靠近車間為宜，這樣可以防止過多的熱損失和過多的電損耗。

4 無害化處理中心運營管理流程描述

病害動物無害化處理的管理流程主要包括養(yǎng)殖戶申報、鄉(xiāng)鎮(zhèn)收集點受理、處理中心收集處理、動檢所監(jiān)管、財政局補助的運營模式。流程圖如圖1：

圖1 病害動物無害化處理的管理流程

4.1 原料收集

以鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊為病死畜禽收集點，收集點配備冷庫、消毒裝置、周轉(zhuǎn)裝置、監(jiān)控系統(tǒng)等；收集暫存點通知無害化處理中心對病死畜禽進行收集，處理中心登記并派車規(guī)劃路線，出車前對車輛整體進行消毒，收集時無害化處理中心人員、養(yǎng)殖戶、畜牧獸醫(yī)站三方現(xiàn)場簽字記錄并拍照存檔，處理單據(jù)為“三聯(lián)單制”，即養(yǎng)殖戶一張、處理中心一張、動檢部門一張；病死畜禽的相關信息實時上傳到當?shù)匦竽辆帧⒇斦值认嚓P部門的數(shù)據(jù)庫中存檔。

4.2 封閉式運輸

無害化處理中心采用密閉式周轉(zhuǎn)車對病死動物尸體收集運輸，防止運輸過程中發(fā)生病原體傳播，密閉式周轉(zhuǎn)車易于裝卸，操作人員不用直接接觸病害動物，將病死動物運送至無害化處理中心；有的病死畜禽收集車配有冷庫、消毒設施、監(jiān)控系統(tǒng)、GPS定位裝置等。

4.3 車輛消毒

病死畜禽消毒車進入無害化處理中心前在消毒通道對車表整體進行消毒 ，防止病原體傳播和交叉感染。

4.4 進入處理車間

由工作人員將病死畜禽送入無害化處理中心處理車間，活體動物及時在宰殺車間進行宰殺；暫時不能馬上處理的病死動物，則根據(jù)待處理時間的長短分別放入冷庫或暫存區(qū)存放，等待處理。

4.5 破碎

將要處理的病死畜禽直接倒入破碎系統(tǒng)的料倉內(nèi)對其進行破碎處理，破碎完的物料體積小、呈條狀，通過物料泵或螺旋輸送機輸送至化制罐內(nèi)進行化制干燥處理。

4.6 高溫高壓化制干燥

破碎完的物料在化制罐內(nèi)完成高溫滅菌、中溫化制和低溫真空干燥過程。低溫真空干燥的基本原理是通過真空泵站對罐內(nèi)抽真空，罐體內(nèi)形成負壓，水的沸點會隨著壓力的降低而降低，通過抽負壓降低水的沸點的方式來提高干燥的效率。罐內(nèi)的氣體通過真空泵站的負壓系統(tǒng)進入降塵器進行降塵處理，然后進入換熱器內(nèi)和涼水進行熱交換，大部分氣體冷凝成液體后進入廢水處理系統(tǒng)，剩余的氣體進入化學洗滌塔和紫外（UV）光解裝置處理后達標排放。

4.7 壓榨脫脂

化制干燥后的物料通過螺旋輸送機輸送至榨油機進行脫脂處理，為了降低肉骨粉的殘油率和含水率，物料需要在榨油機的炒鍋內(nèi)進行炒制。經(jīng)過炒制的肉骨粉干餅殘油率和含水率都大大降低，提高了產(chǎn)品的附加值，便于儲存。

4.8 風冷降溫除雜

壓榨后的物料通過螺旋輸送機送入轉(zhuǎn)筒風冷降溫機內(nèi)進行降溫、除雜，經(jīng)過降溫處理后的肉骨粉可以直接裝袋儲存；經(jīng)過除雜處理可以提高肉骨粉的純度。

4.9 稱重包裝

降溫、除雜結(jié)束后經(jīng)螺旋輸送機提升至包裝機的緩存?zhèn)}內(nèi)進行自動稱重、包裝，包裝完畢后可以直接入庫儲存。

圖2 無害化處理工藝流程

5 項目意義及效益分析

病死動物無害化處理項目對促進農(nóng)牧循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善和保障人民群眾身體健康具有十分重要而深遠的意義；并且，處理產(chǎn)品有很高的附加值，無害化處理項目具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

5.1 無害化處理項目會產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益

1）無害化、資源化處理的產(chǎn)品附加值高，會產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益；國家、地方政府的政策支持和財政支持會產(chǎn)生一定的政策性補助收益。

2）為地方政府增加稅收、政策性補貼收益。

5.2 生態(tài)社會效益

1）保護環(huán)境衛(wèi)生：防止廢棄物污染水源、土壤；切斷傳染病流行的傳染源、傳播途徑、阻止傳染病病原體的擴散。

2）保護食品安全：避免病死動物、屠宰下腳料等廢棄物流向餐桌。

3）變廢為寶：無害化、資源化處理的產(chǎn)品可以生產(chǎn)微生物有機肥、非食用動物飼料添加劑、工業(yè)用油、化工產(chǎn)品等，實現(xiàn)資源化利用。

4）解決部分就業(yè)問題：無害化處理項目能夠提供很多就業(yè)機會，為社會緩解就業(yè)壓力，能夠促進社會的和諧穩(wěn)定。

6 小結(jié)

病害動物無害化處理項目是一個新興的產(chǎn)業(yè)，是一份朝陽的事業(yè)，更是一份利國利民的事業(yè)，積極推進無害化處理事業(yè)的健康穩(wěn)定向前發(fā)展是我們每個科研人員的光榮使命和義不容辭的責任。盡管我國的無害化處理事業(yè)有了一定的起色，但是還有很長的一段路要走，它需要政府、科研院所、企業(yè)的互相支持和配合，爭取無害化處理事業(yè)的規(guī)范化、高效化、多元化、精細化和資源利用最大化，為社會的發(fā)展和人類的健康做出更大的貢獻。

2016-11-27）