病死动物无害化处理和资源化利用探讨及干化化制法项目介绍

刘均岩

（山东汉沣环保科技股份有限公司，山东 诸城 262200)

病死动物无害化处理和资源化利用探讨及干化化制法项目介绍

刘均岩

（山东汉沣环保科技股份有限公司，山东 诸城 262200)

0 概述

上海黄浦江松江段及上游水域漂浮大量死猪、H7N9禽流感病毒的出现、福建龙岩2 000 t死猪肉流向餐桌，以及多地公安部门公布的将病死畜禽制成公众食品案等一系列攸关老百姓食品安全和畜牧业健康发展的事件，将公众关注的焦点再次聚向病死动物以及动物屠宰下脚料的无害化处理。因此，病死动物的无害化处理是畜牧养殖业污染控制的重要环节，病死动物的无害化处理的推广和普及迫在眉睫。

我国畜禽养殖规模世界第一，每年会产生大量的死亡畜禽。据国家相关统计单位发布数据，2015 年生猪存栏量4.5亿头左右，生猪出栏量约7.1亿头左右，禽类（鸡、鸭、鹅等）存栏量约70亿羽左右，牛存栏量3亿头左右，家兔存栏量2.3亿只左右，宠物8 000万只左右，貂狐等3.8亿只左右。据国家相关部门统计，猪的死亡率为5%～10%，家禽的死亡率为8%左右，牛羊的死亡率为3%左右，宠物的死亡率为2%左右，貂狐的死亡率为3%左右；根据以上的数据计算，我国每年约产生超过200万t左右的病死畜禽废弃物。众所周知，病死动物机体的主要成分包括水分、有机物质和矿物元素，而这些物质均属人类宝贵的资源，如何能合理有效地对这些资源进行无害化处理和资源化利用，事关人民群众身体健康，事关生态环境持续稳定的发展，事关人类社会和经济效益。

笔者将从生态环境保护、人类身体健康和资源化利用的角度出发，对我国现行的无害化处理方式进行比较和分析，希望能够促进我国畜牧业的健康发展和人类社会的和谐。

1 病死动物无害化处理的方式比较

目前国内外常用的病死动物无害化处理方式主要有深埋法、化尸窖法、直接焚烧法、生物降解法和化制法。根据全国各个省份和地区所采用的病死动物无害化处理方式和实际运行情况进行分析，各种处理方式各有优缺点，下面笔者对以上各种无害化处理方式的优缺点进行比较。

1.1 深埋法

深埋法的基本处置原理是利用土壤中的微生物自然分解达到无害化的目的。其优点是操作方式简单、投入成本低，该处置方式多被中小型养殖场所采用。然而，深埋法的缺点是污染地下水资源、占用大量的土地资源，稍有处置不当会造成二次污染，危及人类和其他畜禽健康。

1.2 化尸窖法

化尸窖法是利用砖和混凝土结构施工建设的密闭池，将病死动物投入窖内让病死动物自然腐烂的处置方法。该法也称碱解处置，即通过投加氢氧化钾等化学物质，催化降解死亡动物，杀灭病原体，并对其残留物作进一步处理，达到环保要求的处置方式。此法的优点是操作方式简单，投资与处理成本低。缺点是处理时间长，占用土地多，受地域、季节影响较为明显，处理不当时很可能造成土壤、地下水和大气污染，处理的产物很难进行资源化利用而造成资源的浪费。

1.3 直接焚烧法

直接焚烧法是指将死亡动物控制在一定条件下并投掷于焚烧炉，经过充分的氧化和热解达到无害化处理的目的。焚烧法的优点是无害化处理最彻底、处置速度快。缺点是运行成本大，环评困难，会产生一氧化碳和二噁英等废气，严重污染空气，群众难接受，选址困难。

1.4 生物降解法

生物降解法是指利用微生物发酵达到无害化处理的目的。生物降解的前处理工序有的需要预破碎处理，有的需要湿化法化制等。生物降解法的优点是运行成本低、建设周期短。缺点是处理周期长、批次处理量小。

1.5 化制法

化制法有湿化法和干化法两种。湿化法是指将病死动物放入密闭的压力容器内直接通入蒸汽，蒸汽和病死动物的尸体直接接触通过高温达到无害化处理的目的。湿化法的优点是利用高温饱和蒸汽无害化处理灭菌效果好、操作简单、占用面积小等。缺点是能耗高、产生的污水难处理等。干化法是指蒸汽通过夹层间接加热进行灭菌、化制和烘干处理以达到无害化处理的目的。干化法的优点是无害化处理彻底、效率高、产品的附加值高。缺点是一次性投入高、配套附属设备多、占用土地面积大等。

如何能将处理的病死动物产品进行资源化和高值化利用是国家企业科研工作者、科研院所、院校和相关企业单位的研究重点，例如有的科研单位已将无害化处理的产品制成有机肥和生物肥、非人类食用动物的饲料、资源化和高值化的蛋白产物等。在国家政策的引导和支持下，相关的科研单位、院所投入了大量的物力、财力进行研究以提高无害化处理产品的附加值，推动了我国的无害化处理事业的发展，为人类社会的和谐、健康发展做出了巨大的贡献。

2 无害化处理产品的资源化和高值化利用方式

根据我国无害化处理项目的推广进展和已经运行的无害化处理中心处理效果的比较，各个地区和省份推崇的资源化和高值化的无害化处理方式有碳化焚烧资源化、油炸资源化、生物发酵资源化利用和干化化制资源化几种。以浙江等地为主的地区比较推崇碳化焚烧资源化，湖南等地比较推崇油炒资源化，福建等地比较推崇发酵资源化，其中干化化制资源化利用方式在我国各地应用的最多、效果最好、附加值也最高。

2.1 碳化焚烧资源化利用方式

动物热解碳化处理的产物可以循环用作该工艺的燃烧原料，也可以用作土壤改良剂、燃料等，达到了无害化和资源化利用的目的。然而，该处理方式将构成病死动物的有机质和其他资源燃烧掉了，仅仅回收了碳化焚烧产物，资源化利用率和产品附加值低，并且设备运行成本太高，基本处于亏损运营状态，因此，很多以碳化焚烧为主的无害化处理中心被干化化制法的处理方式取代。

2.2 生物降解资源化利用方式

生物降解法处理的产物主要用于生产有机肥或者和动物粪便混合进行二次发酵生产有机肥等农资产品。该处理方式也达到了无害化资源化利用的目的，但是无害化、资源化的产品价值相对较低，没能达到资源的最大化和高值化利用。

2.3 干化化制资源化利用方式

干化化制法的产物为残油率和含水率很低的肉骨粉和含水率很低的动物油脂。肉骨粉可以用作有机肥、非食用动物的饲料以及其他的高蛋白产物，油脂主要用于工业用油。相对来讲，该处理方式真正达到了病死动物的无害化处理和资源化利用的价值最大化，在国内外应用最为广泛，效果最好。

3 干化化制法项目介绍

3.1 干化化制法简述

工艺要求：干化化制法主要通过向化制罐夹层和中轴通入高温高压饱和蒸汽，间接加热产品，使罐内达到高温（120～180 ℃）高压状态来完全杀灭畜禽尸体内病原体，泄压后通过抽真空加热达到干燥物料的目的。设备的工艺采用预破碎处理→高温高压化制处理→物料烘干→压榨脱脂→风冷降温→物料包装储存→油脂储存；处理后的物料可以作有机肥的原料或非人类食用动物饲料；得到的油脂用于工业用油或提炼生物柴油。

本项目为病死动物无害化处理中心项目，以5 t/批次为例，布置1条生产线（详见工艺图），项目包含：厂房土建、设备生产制造、现场安装、调试、试运行、正常运行等过程。

3.2 项目运行条件

总体要求：在满足设计使用工艺要求的前提下，真正达到无害化处理、无废水、无废气排放和资源化利用目的。

1）电源：三相四线制，主电路380 V/50 HZ ，控制电路220 V/50 HZ，变压器要求能承载250 kw设备功率。

2）水源：冷却塔水池100 m³（可循环使用），其他的水源主要用于人员、车辆、设备清洗消毒，地面清洗等。

3）蒸汽源：蒸汽主要用于化制机化制、干燥，压榨机、储油罐、油脂过滤池等设备的加热。要求蒸汽锅炉(生物质、燃油、燃气)产汽量为2 t/h，工作压力为1.25 Mpa。

4）气源：压缩空气主要为设备的气动元件提供动力。空气压缩机的排气量为2 m³/min，最高工作压力为0.8 Mpa，如果气动元件过多可根据实际情况配置储气罐。

3.3 厂区布局

无害化处理厂区要求有办公车间、无害化处理车间、变压器室、废水处理区、废气处理区、车辆消毒区、锅炉房等。

办公车间：办公车间可根据无害化处理中心的土地面积和投资方的意愿自行建设。

无害化处理车间：无害化处理车间的门口不能和处理中心的工作人员进出人的门口共用；无害化处理车间门口要求有车辆消毒池和消毒通道；车间的外形尺寸（长×宽×高）要求为60 m×21 m×8 m（檐高），车间一侧预留废气、废水处理区。

锅炉房和变压器室等根据场地实际情况自行建设，以靠近车间为宜，这样可以防止过多的热损失和过多的电损耗。

4 无害化处理中心运营管理流程描述

病害动物无害化处理的管理流程主要包括养殖户申报、乡镇收集点受理、处理中心收集处理、动检所监管、财政局补助的运营模式。流程图如图1：

图1 病害动物无害化处理的管理流程

4.1 原料收集

以乡镇、村庄为病死畜禽收集点，收集点配备冷库、消毒装置、周转装置、监控系统等；收集暂存点通知无害化处理中心对病死畜禽进行收集，处理中心登记并派车规划路线，出车前对车辆整体进行消毒，收集时无害化处理中心人员、养殖户、畜牧兽医站三方现场签字记录并拍照存档，处理单据为“三联单制”，即养殖户一张、处理中心一张、动检部门一张；病死畜禽的相关信息实时上传到当地畜牧局、财政局等相关部门的数据库中存档。

4.2 封闭式运输

无害化处理中心采用密闭式周转车对病死动物尸体收集运输，防止运输过程中发生病原体传播，密闭式周转车易于装卸，操作人员不用直接接触病害动物，将病死动物运送至无害化处理中心；有的病死畜禽收集车配有冷库、消毒设施、监控系统、GPS定位装置等。

4.3 车辆消毒

病死畜禽消毒车进入无害化处理中心前在消毒通道对车表整体进行消毒 ，防止病原体传播和交叉感染。

4.4 进入处理车间

由工作人员将病死畜禽送入无害化处理中心处理车间，活体动物及时在宰杀车间进行宰杀；暂时不能马上处理的病死动物，则根据待处理时间的长短分别放入冷库或暂存区存放，等待处理。

4.5 破碎

将要处理的病死畜禽直接倒入破碎系统的料仓内对其进行破碎处理，破碎完的物料体积小、呈条状，通过物料泵或螺旋输送机输送至化制罐内进行化制干燥处理。

4.6 高温高压化制干燥

破碎完的物料在化制罐内完成高温灭菌、中温化制和低温真空干燥过程。低温真空干燥的基本原理是通过真空泵站对罐内抽真空，罐体内形成负压，水的沸点会随着压力的降低而降低，通过抽负压降低水的沸点的方式来提高干燥的效率。罐内的气体通过真空泵站的负压系统进入降尘器进行降尘处理，然后进入换热器内和凉水进行热交换，大部分气体冷凝成液体后进入废水处理系统，剩余的气体进入化学洗涤塔和紫外（UV）光解装置处理后达标排放。

4.7 压榨脱脂

化制干燥后的物料通过螺旋输送机输送至榨油机进行脱脂处理，为了降低肉骨粉的残油率和含水率，物料需要在榨油机的炒锅内进行炒制。经过炒制的肉骨粉干饼残油率和含水率都大大降低，提高了产品的附加值，便于储存。

4.8 风冷降温除杂

压榨后的物料通过螺旋输送机送入转筒风冷降温机内进行降温、除杂，经过降温处理后的肉骨粉可以直接装袋储存；经过除杂处理可以提高肉骨粉的纯度。

4.9 称重包装

降温、除杂结束后经螺旋输送机提升至包装机的缓存仓内进行自动称重、包装，包装完毕后可以直接入库储存。

图2 无害化处理工艺流程

5 项目意义及效益分析

病死动物无害化处理项目对促进农牧循环经济发展、农村生态环境持续改善和保障人民群众身体健康具有十分重要而深远的意义；并且，处理产品有很高的附加值，无害化处理项目具有明显的经济效益和社会效益。

5.1 无害化处理项目会产生一定的经济效益

1）无害化、资源化处理的产品附加值高，会产生直接的经济效益；国家、地方政府的政策支持和财政支持会产生一定的政策性补助收益。

2）为地方政府增加税收、政策性补贴收益。

5.2 生态社会效益

1）保护环境卫生：防止废弃物污染水源、土壤；切断传染病流行的传染源、传播途径、阻止传染病病原体的扩散。

2）保护食品安全：避免病死动物、屠宰下脚料等废弃物流向餐桌。

3）变废为宝：无害化、资源化处理的产品可以生产微生物有机肥、非食用动物饲料添加剂、工业用油、化工产品等，实现资源化利用。

4）解决部分就业问题：无害化处理项目能够提供很多就业机会，为社会缓解就业压力，能够促进社会的和谐稳定。

6 小结

病害动物无害化处理项目是一个新兴的产业，是一份朝阳的事业，更是一份利国利民的事业，积极推进无害化处理事业的健康稳定向前发展是我们每个科研人员的光荣使命和义不容辞的责任。尽管我国的无害化处理事业有了一定的起色，但是还有很长的一段路要走，它需要政府、科研院所、企业的互相支持和配合，争取无害化处理事业的规范化、高效化、多元化、精细化和资源利用最大化，为社会的发展和人类的健康做出更大的贡献。

2016-11-27）