国内外畜禽尸体的无害化处理和资源化利用方式综述

杨旭晨，郑 嵘，蒋思文

（华中农业大学动物科技学院动物医学院，湖北 武汉 430070）

在我国畜牧业集约化规模化程度不断提高的情况下，疫情发生会产生大量的病死畜禽尸体。有资料显示，由传染病引起的各类畜禽的死亡率大约：猪8%～12%，牛2%～5%，羊7%～9%，家禽12%～20%。特别是近几年非洲猪瘟疫情暴发以后，我国由于感染非洲猪瘟引起的猪发病率最高达到30.4%，死亡率一度达到81.21%，据世界动物卫生组织2020年的统计数据，已有24个国家或地区暴发非洲猪瘟疫情（欧洲9个，亚洲11个，非洲4个）。在这种情况下，大量的病死畜禽尸体不当处理将会加速疫情的传播，所以畜禽尸体的无害化处理对于养殖业的安全和可持续发展显得尤为重要。目前德国、美国以及日韩等发达国家，在病死畜禽无害化处理的基础上进一步发展并完善了资源化利用模式。在我国一系列政策的积极引导下，畜禽尸体的资源化利用也渐渐受到养殖企业的重视。畜禽尸体中含有大量的脂肪、蛋白质以及碳水化合物，通过适当的处理可以得到有机肥，动物油脂以及肉骨粉等有附加价值的产物，因此，无害化和资源化相结合的处理方式，一方面可以保证畜禽养殖的安全进行，另一方面也可以减轻畜禽死亡带来的经济损失。

传统的畜禽尸体处理方法包括深埋法、焚烧法、堆肥法、化尸窖处理法、化制法和生物降解法等，这些方法大都存在无害化不彻底或者造成二次污染的可能性，所以人们在传统处理方式的基础上发展出了一些新的处理手段，如高温生物降解法，碱解法，水热处理法等，大部分手段都通过高温高压先对病死畜禽尸体进行无害化处理，消灭病原微生物后再进行资源化处理。由于各个国家的国情不同，在制定病死畜禽尸体处理方面的政策也有不同。在国内，我国原农业部2017年制定的《病死及病害动物无害化处理技术规范》文件中，对于病死动物尸体的传统处理方式规定了焚烧法，化制法，高温法，深埋法和化学处理法，2020年农业农村部发布的《关于进一步加强病死畜禽无害化处理工作的通知》（农牧发〔2020〕6号）文件又明确表示，要逐步减少采用深埋、化尸窖、堆肥等处理方式。国外一些欧美国家仍然保留了堆肥、焚烧等一些传统处理方式，应对疫情暴发时产生的大规模病死畜禽尸体，同时也开发研制了很多新型的处理设备应对不同的处理场景。文章重点介绍既可以达到无害化处理的效果，又可以实现资源化利用的国内外畜禽尸体处理方式。

1 高温生物降解法

这种方法相当于高温灭菌处理与好氧发酵相结合，整个过程先利用设备对畜禽尸体进行高温高压处理，消灭病原微生物，当高温后温度降至60℃左右，开始对畜禽尸体搅拌粉碎，添加10%～25%秸秆等辅料和降解菌继续对尸体进行好氧发酵处理，处理后的产物经过除湿干燥可以作为有机肥使用。这种处理方式相对于传统好氧发酵方法，保证了畜禽尸体的无害化效果，能够实现对畜禽尸体的快速处理，产生的有机肥中保留了更多的养分，而且处理成本较低，设备安装简单，操作方便快捷，适用于不同规模的养殖场，目前在全国各地如湖北省宜昌市，重庆市以及山东省青岛市等多个地方都有示范推广。由于在好氧发酵过程中需要投入使用高效微生物菌剂，而不同的畜禽尸体及辅料其成分存在差异，因此需要针对性研制并使用不同功能的菌剂，以保证处理效率。

2 化制法

化制法分为干化（化制）法和湿化（化制）法，干化法使用干热和高压达到处理效果，蒸汽不与畜禽尸体接触；而湿化法是采用蒸汽和高压进行处理，蒸汽与畜禽尸体直接接触。畜禽尸体粉碎后在水解反应器中进行高温高压灭菌，其中的温度可以达到140℃以上，可以有效杀灭大部分病原微生物，等到温度下降之后，畜禽尸体中的蛋白质和脂肪会成为糊状，处理后的产

物经过压榨和干燥可以得到肉骨粉和动物油脂，这些肉骨粉可作为有机肥使用，动物油脂可用于生产生物柴油。这种处理方法用到的设备设施成本以及维护费用较高，目前在青岛，厦门以及宁波等地的一些大型无害化处理厂使用较多，此外，化制法处理过程中还会产生大量的恶臭气体和废水，在工艺上需要对其进行二次处理以减小对环境的污染。

3 堆肥法

堆肥法最早应用于家禽养殖业，用于处理感染禽流感病毒的家禽尸体，后来逐渐用于处理猪、反刍动物以及野生动物尸体。在欧盟以外的一些国家如美国、加拿大、澳大利亚以及新西兰等国将堆肥作为处理病死畜禽尸体的首选方法。在2014-2015年美国禽流感暴发期间，堆肥法被作为主要手段处理了约85%病死家禽。畜禽尸体堆肥是将动物尸体掩埋在富含碳源的基质（如木屑、秸秆等）中，也可以与粪便等废弃物一同堆制处理，在有氧环境下微生物分解尸体组织并且可以产生60℃以上高温，从而杀死病原微生物，最终产生的腐质化产物可以作为有机肥使用。堆肥的方式成本低廉，易于实施而且能够进行大规模处理，但是需要较大的场地，周期较长，而且堆肥过程中会产生甲烷、氨气和一氧化二氮，污染空气的同时也降低了堆肥产物的资源化利用率，这种方式在国内正在减少使用。

4 碱解法

碱解法是目前欧盟最常用的方法之一，畜禽尸体在投入到特定的碱解设备后，高温高压条件结合强碱（KOH或NaOH）可以将尸体的蛋白质，脂肪等有机物分解成氨基酸、甘油等小分子物质，过程中的高温高压以及强碱条件几乎可以消灭所有的病原微生物，生物安全性极高，碱解法的产物是碱性废水和固体残渣，废水的pH大约在10.3～11.5之间，所以在排放之前需要经过特殊处理以满足当地的废水排放标准。不过，有研究表明碱解液中富含氮、磷、钾等成分，将其适当稀释后加入微生物菌剂进行降解，处理后的产物可以作为液体肥料，一些骨骼组织产生的固体残渣也可以作为有机肥使用。这种方法成本偏高，在国内尚未推广，相关的技术工艺以及设施设备还需要加强研发。

5 厌氧消化法

厌氧消化法是在厌氧条件下利用厌氧微生物对畜禽尸体进行降解，过程中畜禽尸体中的蛋白质，脂肪和碳水化合物会被分解成氨基酸，脂肪酸和糖类，这些物质最终会被降解产生甲烷和二氧化碳，甲烷用作燃烧或发电使用。厌氧消化法也分为干法消化和湿法消化，主要区别在于固体含量，干法处理的固体含量在20%～40%之间，而湿法处理在10%～15%，国内外规模化的沼气工程多采用湿法厌氧消化技术，但会产生大量的沼液，而且设备设施占地面积大，运行费用高。干法处理相对于湿法处理的优势在于成本更低，用水量更少，产生的沼液更少，设备运行也更加稳定，所以在国内干法处理的使用在不断增加。厌氧消化法可以将病死畜禽尸体与粪便或者其他废弃物一同处理，可以提高甲烷的产量，不过要想产生足够多的甲烷，就需要一次性投入更多的成本，而且畜禽尸体降解所产生的氨氮浓度会影响甲烷的产量，在工艺控制方面要求较高。

6 水热处理法

这种方式通常在250～374℃的水中，4～22 MPa的压力下进行，不过也有研究表明对病死畜禽的最佳反应温度为150～190℃，反应过程中病原微生物会被完全消灭，畜禽尸体会水解成氨基酸和生物油等高附加值产物，目前通过改良发展出了微波水热处理，微波与水和其他偶极有机物的电磁耦合有助于快速加热，使水解效率更高。此外，畜禽尸体水热预处理与厌氧消化的方式相结合可以用于生产沼气，不过在结合处理的过程需要控制水热处理时的温度，有研究表明水热预处理温度控制在140～180℃时能够产生更多的沼气。目前水热处理法在处理厨余垃圾、城市污泥等方面应用更多，在病死畜禽尸体处理方面尚处于研究阶段，有待进一步发展。

7 总结

从经济成本，无害化效果以及资源化程度方面综合考虑，高温生物降解法更适合推广应用于不同规模的养殖场。目前针对畜禽尸体的无害化和资源化处理已经开发出了越来越多的技术手段，新型的处理工艺以及处理设备的使用对日常养殖过程中产生的病死畜禽尸体能够实现快速处理，但是在设施和工艺方面仍需要进一步改进，降低处理成本。此外，在应对大规模疫情暴发所产生的大量病死畜禽尸体时，这些方法仍有其局限性。所以，从战略角度考虑，部分传统方法在大规模处理病死畜禽尸体方面有其独特的优势，仍然有必要进一步深入研究并解决其无害化程度低以及环境污染问题，从而能够全面地应对不同场景下产生的病死畜禽尸体。