病死動(dòng)物無害化處理和資源化利用探討及干化化制法項(xiàng)目介紹

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(dòng)物無害化處理和資源化利用探討及干化化制法項(xiàng)目介紹

劉均巖

（山東漢灃環(huán)保科技股份有限公司，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(guān)老百姓食品安全和畜牧業(yè)健康發(fā)展的事件，將公眾關(guān)注的焦點(diǎn)再次聚向病死動(dòng)物以及動(dòng)物屠宰下腳料的無害化處理。因此，病死動(dòng)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(dòng)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(huì)產(chǎn)生大量的死亡畜禽。據(jù)國家相關(guān)統(tǒng)計(jì)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(guān)部門統(tǒng)計(jì)，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(jì)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(dòng)物機(jī)體的主要成分包括水分、有機(jī)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(duì)這些資源進(jìn)行無害化處理和資源化利用，事關(guān)人民群眾身體健康，事關(guān)生態(tài)環(huán)境持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，事關(guān)人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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

1 病死動(dòng)物無害化處理的方式比較

目前國內(nèi)外常用的病死動(dòng)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(gè)省份和地區(qū)所采用的病死動(dòng)物無害化處理方式和實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行分析，各種處理方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面筆者對(duì)以上各種無害化處理方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)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(dá)到無害化的目的。其優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是污染地下水資源、占用大量的土地資源，稍有處置不當(dāng)會(huì)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(gòu)施工建設(shè)的密閉池，將病死動(dòng)物投入窖內(nèi)讓病死動(dòng)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(xué)物質(zhì)，催化降解死亡動(dòng)物，殺滅病原體，并對(duì)其殘留物作進(jìn)一步處理，達(dá)到環(huán)保要求的處置方式。此法的優(yōu)點(diǎn)是操作方式簡單，投資與處理成本低。缺點(diǎn)是處理時(shí)間長，占用土地多，受地域、季節(jié)影響較為明顯，處理不當(dāng)時(shí)很可能造成土壤、地下水和大氣污染，處理的產(chǎn)物很難進(jìn)行資源化利用而造成資源的浪費(fèi)。

1.3 直接焚燒法

直接焚燒法是指將死亡動(dòng)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(dá)到無害化處理的目的。焚燒法的優(yōu)點(diǎn)是無害化處理最徹底、處置速度快。缺點(diǎn)是運(yùn)行成本大，環(huán)評(píng)困難，會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和二噁英等廢氣，嚴(yán)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(dá)到無害化處理的目的。生物降解的前處理工序有的需要預(yù)破碎處理，有的需要濕化法化制等。生物降解法的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行成本低、建設(shè)周期短。缺點(diǎn)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(dòng)物放入密閉的壓力容器內(nèi)直接通入蒸汽，蒸汽和病死動(dòng)物的尸體直接接觸通過高溫達(dá)到無害化處理的目的。濕化法的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行滅菌、化制和烘干處理以達(dá)到無害化處理的目的。干化法的優(yōu)點(diǎn)是無害化處理徹底、效率高、產(chǎn)品的附加值高。缺點(diǎn)是一次性投入高、配套附屬設(shè)備多、占用土地面積大等。

如何能將處理的病死動(dòng)物產(chǎn)品進(jìn)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(guān)企業(yè)單位的研究重點(diǎn)，例如有的科研單位已將無害化處理的產(chǎn)品制成有機(jī)肥和生物肥、非人類食用動(dòng)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(dǎo)和支持下，相關(guān)的科研單位、院所投入了大量的物力、財(cái)力進(jìn)行研究以提高無害化處理產(chǎn)品的附加值，推動(dòng)了我國的無害化處理事業(yè)的發(fā)展，為人類社會(huì)的和諧、健康發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

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(xiàng)目的推廣進(jìn)展和已經(jīng)運(yùn)行的無害化處理中心處理效果的比較，各個(gè)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(yīng)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(dòng)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(dá)到了無害化和資源化利用的目的。然而，該處理方式將構(gòu)成病死動(dòng)物的有機(jī)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(shè)備運(yùn)行成本太高，基本處于虧損運(yùn)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(jī)肥或者和動(dòng)物糞便混合進(jìn)行二次發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥等農(nóng)資產(chǎn)品。該處理方式也達(dá)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(jià)值相對(duì)較低，沒能達(dá)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(dòng)物油脂。肉骨粉可以用作有機(jī)肥、非食用動(dòng)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(duì)來講，該處理方式真正達(dá)到了病死動(dòng)物的無害化處理和資源化利用的價(jià)值最大化，在國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛，效果最好。

3 干化化制法項(xiàng)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(dá)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(dá)到干燥物料的目的。設(shè)備的工藝采用預(yù)破碎處理→高溫高壓化制處理→物料烘干→壓榨脫脂→風(fēng)冷降溫→物料包裝儲(chǔ)存→油脂儲(chǔ)存；處理后的物料可以作有機(jī)肥的原料或非人類食用動(dòng)物飼料；得到的油脂用于工業(yè)用油或提煉生物柴油。

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

3.2 項(xiàng)目運(yùn)行條件

總體要求：在滿足設(shè)計(jì)使用工藝要求的前提下，真正達(dá)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(shè)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(shè)備清洗消毒，地面清洗等。

3）蒸汽源：蒸汽主要用于化制機(jī)化制、干燥，壓榨機(jī)、儲(chǔ)油罐、油脂過濾池等設(shè)備的加熱。要求蒸汽鍋爐(生物質(zhì)、燃油、燃?xì)?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(shè)備的氣動(dòng)元件提供動(dòng)力。空氣壓縮機(jī)的排氣量為2 m3/min，最高工作壓力為0.8 Mpa，如果氣動(dòng)元件過多可根據(jù)實(shí)際情況配置儲(chǔ)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(shè)。

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(jìn)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(yù)留廢氣、廢水處理區(qū)。

鍋爐房和變壓器室等根據(jù)場地實(shí)際情況自行建設(shè)，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(yùn)營管理流程描述

病害動(dòng)物無害化處理的管理流程主要包括養(yǎng)殖戶申報(bào)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)收集點(diǎn)受理、處理中心收集處理、動(dòng)檢所監(jiān)管、財(cái)政局補(bǔ)助的運(yùn)營模式。流程圖如圖1：

圖1 病害動(dòng)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(diǎn)，收集點(diǎn)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(diǎn)通知無害化處理中心對(duì)病死畜禽進(jìn)行收集，處理中心登記并派車規(guī)劃路線，出車前對(duì)車輛整體進(jìn)行消毒，收集時(shí)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(dòng)檢部門一張；病死畜禽的相關(guān)信息實(shí)時(shí)上傳到當(dāng)?shù)匦竽辆帧⒇?cái)政局等相關(guān)部門的數(shù)據(jù)庫中存檔。

4.2 封閉式運(yùn)輸

無害化處理中心采用密閉式周轉(zhuǎn)車對(duì)病死動(dòng)物尸體收集運(yùn)輸，防止運(yùn)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(dòng)物，將病死動(dòng)物運(yùn)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(shè)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(jìn)入無害化處理中心前在消毒通道對(duì)車表整體進(jìn)行消毒 ，防止病原體傳播和交叉感染。

4.4 進(jìn)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(dòng)物及時(shí)在宰殺車間進(jìn)行宰殺；暫時(shí)不能馬上處理的病死動(dòng)物，則根據(jù)待處理時(shí)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(duì)其進(jìn)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(jī)輸送至化制罐內(nèi)進(jìn)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(duì)罐內(nèi)抽真空，罐體內(nèi)形成負(fù)壓，水的沸點(diǎn)會(huì)隨著壓力的降低而降低，通過抽負(fù)壓降低水的沸點(diǎn)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(fù)壓系統(tǒng)進(jìn)入降塵器進(jìn)行降塵處理，然后進(jìn)入換熱器內(nèi)和涼水進(jìn)行熱交換，大部分氣體冷凝成液體后進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，剩余的氣體進(jìn)入化學(xué)洗滌塔和紫外（UV）光解裝置處理后達(dá)標(biāo)排放。

4.7 壓榨脫脂

化制干燥后的物料通過螺旋輸送機(jī)輸送至榨油機(jī)進(jìn)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(jī)的炒鍋內(nèi)進(jìn)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(chǔ)存。

4.8 風(fēng)冷降溫除雜

壓榨后的物料通過螺旋輸送機(jī)送入轉(zhuǎn)筒風(fēng)冷降溫機(jī)內(nèi)進(jìn)行降溫、除雜，經(jīng)過降溫處理后的肉骨粉可以直接裝袋儲(chǔ)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(jī)提升至包裝機(jī)的緩存?zhèn)}內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)稱重、包裝，包裝完畢后可以直接入庫儲(chǔ)存。

圖2 無害化處理工藝流程

5 項(xiàng)目意義及效益分析

病死動(dòng)物無害化處理項(xiàng)目對(duì)促進(jìn)農(nóng)牧循環(huán)經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)的意義；并且，處理產(chǎn)品有很高的附加值，無害化處理項(xiàng)目具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5.1 無害化處理項(xiàng)目會(huì)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益

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

2）為地方政府增加稅收、政策性補(bǔ)貼收益。

5.2 生態(tài)社會(huì)效益

1）保護(hù)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(kuò)散。

2）保護(hù)食品安全：避免病死動(dòng)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(jī)肥、非食用動(dòng)物飼料添加劑、工業(yè)用油、化工產(chǎn)品等，實(shí)現(xiàn)資源化利用。

4）解決部分就業(yè)問題：無害化處理項(xiàng)目能夠提供很多就業(yè)機(jī)會(huì)，為社會(huì)緩解就業(yè)壓力，能夠促進(jìn)社會(huì)的和諧穩(wěn)定。

6 小結(jié)

病害動(dòng)物無害化處理項(xiàng)目是一個(gè)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(jìn)無害化處理事業(yè)的健康穩(wěn)定向前發(fā)展是我們每個(gè)科研人員的光榮使命和義不容辭的責(zé)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(xì)化和資源利用最大化，為社會(huì)的發(fā)展和人類的健康做出更大的貢獻(xiàn)。

2016-11-27）