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畜禽养殖技术推广专题 病死畜禽无害化处理主推技术




来源:中国畜牧兽医报 日期:2014-08-13 作者:全国畜牧总站体系建设与推广处
  

图1三步式堆沤工艺流程图

图2病死猪三步式堆沤降解模式示意图

图3某公司病死猪堆肥车间

表1堆沤参数选择表

表2春秋季节尸体大小与堆肥时间关系表

图4高温生物降解无害化处理主要工艺流程示意图

图5用铲车搅拌初期堆沤垫料

 

  

  编者按:近年来,“死猪投江”、“死猪上餐桌”等事件陆续曝光,不仅引发公众对病死畜禽无害化处理工作的广泛关注,也是相关管理部门亟待解决的课题。如何科学有效地进行病死畜禽无害化处理,对维护公共卫生安全、打造动物性食品健康生活品质、防控人畜共患传染病、促进畜牧业可持续发展有着非常重要的作用。本期专题就病死畜禽无害化处理技术的主要方式及部分使用案例对读者进行简要介绍。

  一、病死畜禽无害化处理的主要方式

  病死畜禽的无害化处理要严格按照《病死及死因不明动物处置办法》和《病害动物和病害动物产品生物安全处理规程》这两个规范进行操作。现阶段,在病死畜禽无害化处理中,应用较多、较成熟的技术主要包括深埋法、焚烧法、堆肥法、化尸窖处理法、化制法、生物降解法等处理方法。

  (一)深埋法

  1.概念。深埋法是指通过用掩埋的方法将病死畜禽尸体及产品等相关物品进行处理,利用土壤的自净作用使其无害化。具体操作过程主要包括装运、掩埋点的选址、坑体、挖掘、掩埋。深埋法是处理畜禽病害肉尸的一种常用、可靠、简便易行的方法。

  2.特点。深埋法比较简单、费用低,且不易产生气味,但因其无害化过程缓慢,某些病原微生物能长期生存,如果做不好防渗工作,有可能污染土壤或地下水。另外,本法不适用于患有炭疽等芽孢杆菌类疫病,以及牛海绵状脑病、痒病的染疫动物及产品、组织的处理。在发生疫情时,为迅速控制与扑灭疫情,防止疫情传播扩散,或一次性处理病死动物数量较大,最好采用深埋的方法。

  3.社会生态效益

  (1)生态效益。从改善生态的条件来看,采用深埋处理法不仅有效的对病死畜禽进行了无害化处理,达到消灭病原微生物、阻断疫病传播的目的,更为突出的是可在很大程度上增强土壤有机质含量,有效提高土壤肥力。

  (2)社会效益。①提高养殖户防范疫病意识。对病死动物及时有效进行深埋处理,是消灭病源、防止病源扩散的重要手段,对进一步提高广大养殖户实施科学防疫、增进环保意识,实现畜牧业持续、快速、健康发展具有重要的意义。②对病死畜禽进行深埋处理,可有效的减少无害化处理所需投入。

  (二)焚烧法

  1.概念。焚烧法,是指将病死的畜禽堆放在足够的燃料物上或放在焚烧炉中,确保获得最大的燃烧火焰,在最短的时间内实现畜禽尸体完全燃烧碳化,达到无害化的目的。并尽量减少新的污染物质产生,避免造成二次污染。工艺流程主要包括焚烧、排放物(烟气、粉尘)、污水等处理。焚化可采用的方法有:柴堆火化、焚化炉和焚烧窖(坑)等。

  2.特点。焚烧法处理病死畜禽安全彻底,病原被彻底杀灭,仅有少量灰烬,减量化效果明显。大量火床焚烧和简易焚烧炉燃烧的过程中会产生大量污染物(烟气),同时燃烧过程中如有未完全燃烧的有机物,会对环境造成污染。

  3.适用范围。由于焚烧方式不同,效果、特点有所不同,应根据养殖规模、病死畜禽数量选用不同焚烧处理方法。目前,主要采用火床焚烧、简易式焚烧炉焚烧、节能环保焚烧炉和生物自动焚化炉焚烧四种方法。集中焚烧是目前先进的处理方法之一,通常一个养殖业集中的地区可联合兴建病死畜禽焚化处理厂,同时在不同的服务区域内设置若干冷库,集中存放病死畜禽,然后统一由密闭的运输车辆负责运送到焚化厂,集中处理。

  (三)堆肥法

  堆肥法的产生主要源于人类对于肥料的获取,是一种历史悠久而又操作简单、低价高效的处理有机废弃物的方法。通过堆肥化过程,有机物转变为稳定的腐殖质,并产生大量可被植物吸收的氮、磷、钾,可以安全处理和保存,是一种良好的有机肥料。

  1.概念。堆肥法,是指在有氧的环境中利用细菌、真菌等微生物对有机物进行分解腐熟而形成肥料的自然过程。堆肥法可以定义为在人工控制下,即在一定的水分、碳氮比(C/N)和通风条件下,有机废弃物经自然界广泛存在的微生物(细菌、放线菌、真菌等)或商业菌株作用,发生降解并向稳定的腐殖质方向转化的生物化学过程。其过程可以表述为有机废物与氧气在微生物的作用下生成稳定的有机残渣、二氧化碳(CO2)、水和能量。

  动物尸体堆肥是指将动物尸体置于堆肥内部,通过微生物的代谢过程降解动物尸体,并利用降解过程中产生的高温杀灭病原微生物,最终达到减量化、无害化、稳定化处理目的的过程。

  2.分类及特点。堆肥法发展至今,已出现多种堆制方法来满足不同堆肥原料的堆肥需要,根据堆置方法的不同大致可以分为频繁翻堆、静态堆制和发酵仓堆肥三种。但对于动物尸体堆肥而言,目前多选择静态堆肥方式或发酵仓堆肥。

  (1)条垛式静态堆肥。最先用于处理畜禽尸体,其设备要求简单,投资成本低,产品腐熟度高,稳定性好,现也可建成金字塔形。条垛式静态堆肥每3天~7天翻堆一次,金字塔形静态堆肥每隔3个月~5个月进行一次翻堆。在染疫动物体内病原微生物未被完全杀死之前,频繁翻堆可能会导致病原微生物的扩散,同时也会污染翻堆设备,甚至感染翻堆人员。另外频繁翻堆会扰乱动物尸体周围菌群,干扰动物组织降解。

  (2)发酵仓式堆肥系统。设备占地面积小,空间限制小,生物安全性好,不易受天气条件影响,堆肥过程中的温度、通风、水分含量等因素可以得到很好的控制,因此可有效提高堆肥效率和产品质量。但设备难以容纳牛、马等大型动物,只适用于小型染疫动物尸体的处理。

  3.社会生态效益。通过堆肥法无害化处理病死畜禽尸体,可将其转化为有机肥,有利于养殖场的自卫防疫,避免病死畜禽尸体随意丢弃导致尸体腐化而孳生病菌,并有效防止不法分子从中牟取暴利,保障人民身体健康,实现经济可持续发展。

  (四)化尸窖法

  1.概念。化尸窖,又称密闭沉尸井,是指按照《畜禽养殖业污染防治技术规范》要求,地面挖坑后,采用砖和混凝土结构施工建设的密封池。化尸窖处理技术,即以适量容积的化尸窖沉积动物尸体,让其自然腐烂降解的方法。

  2.分类。化尸窖的类型从建设材料上分为砖混结构和钢结构两种,前者为建在固定场所的地窖,后者则可移动。从池底结构上,地窖式化尸池分为湿法发酵和干法发酵两种,前者的底部有固化,可防止渗漏,后者的底部则无固化。钢结构的化尸窖属于湿法发酵。

  3.特点

  (1)主要优点。①化尸窖处理法可进行分散布点,化整为零;②尸体运输路线短,有利于减少疾病的传播;③采用密闭设施,建造简单,臭味不易外泄,一般建于下风口地下,在做好消毒工作的前提下,生物安全隐患低,对周边环境基本无污染;④可根据养殖规模进行设计,无大疫病情况下,利用期限较长,一般可利用10年以上;⑤建池快、受外界条件限制少,设施投入低、运行成本低;⑥操作简便易行,省工省时。在处理过程中添加的化尸菌剂能快速分解畜禽尸体、杀灭除芽孢菌以外的所有病原体、消除臭味,大幅度提高了化尸池使用效率,检修与清理方便。

  (2)主要缺点。①当化尸窖内容物达到容积的3/4时,应封闭并停止使用。不能循环重复利用,只能使用一口,封一口,再造一口;②化尸窖内畜禽尸体自然降解过程受季节、区域温度影响很大。夏季高温时期,畜禽尸体2个月内即可腐烂留下骨头,但冬季寒冷时期,畜禽尸腐过程非常慢。

  4.适用范围。化尸窖处理法适用于养殖场(小区)、镇村集中处理场所等对批量畜禽尸体的无害化处理。

  (五)化制法

  1.概念。化制法处理是指将病死动物尸体投入到水解反应罐中,在高温、高压等条件作用下,将病死动物尸体消解转化为无菌水溶液(氨基酸为主)和干物质骨渣,同时将所有病原微生物彻底杀灭的过程。为国际上普遍采用的高温高压灭菌处理病害动物的方式之一,借助于高温、高压,病原体杀灭率可达99.99%。

  2.原理

  (1)干化原理。将动物尸体或废弃物放入化制机内受干热与压力的作用而达到化制目的(热蒸汽不直接接触肉尸)。

  (2)湿化原理。利用高压、蒸汽(直接与动物尸体组织接触),当蒸汽遇到肉尸而凝结为水时,可使油脂溶化和蛋白质凝固。目前主要采用湿化法。得到油脂与固体物料(肉骨粉),油脂可作为生物柴油的原料,固体物料可制作有机肥,从而达到资源再利用,实现循环经济目的。

  3.特点。化制是一种较好的处理病死畜禽的方法,是实现病死畜禽无害化处理、资源化利用的重要途径,具有操作较简单,投资较小,处理成本较低,灭菌效果好、处理能力强、处理周期短,单位时间内处理最快,不产生烟气,安全等优点。但处理过程中,易产生恶臭气体(异味明显)和废水。

  4.适用对象、范围。化制法主要适用于国家规定的应该销毁以外的因其他疫病死亡的畜禽,以及病变严重、肌肉发生退行性变化的畜禽尸体、内脏等。化制法对容器的要求很高,适用于国家或地区及中心城市畜禽无害化处理中心。也可用于养殖场、屠宰场、实验室、无害化处理厂、食品加工厂等对病害动物及动物制品进行无害化处理。

  (六)生物降解法

  近年来,随着病死畜禽无害化处理的要求逐渐提高,出现了将高温化制和生物降解结合起来的新技术。此种方法在高温化制杀菌的基础上,采用辅料对产生的油脂进行吸附处理,可消除高温化制后产生的油脂,彻底解决高温化制后产生油脂的繁琐处理过程带来的处理成本增加的难题;同时添加的辅料还可以改善物料的通透性,为后续的生物降解提供条件。在高温化制基础上利用微生物自身的增殖进行生物降解处理,可达到显著的减量化目的。

  1.概念。生物降解是指将病死动物尸体投入到降解反应器中,利用微生物的发酵降解原理,将病死动物尸体破碎、降解、灭菌的过程,其原理是利用生物热的方法将尸体发酵分解,以达到减量化、无害化处理的目的。

  2.特点。生物降解技术是一项对病死动物及其制品无害化处理的新型技术。该项技术不产生废水和烟气,无异味,不需高压和锅炉,杜绝了安全隐患,同时具有节能、运行成本较低、操作简单的特点。此外采用生物降解技术可以有效的减少病死畜禽的体积,实现减量化的目的,进而有效避免乱扔病死畜禽尸体的现象。

  3.社会生态效益。用生物降解法处理病死畜禽,省时省工,减少机械用工和占地,节约柴油、石灰等能源资源,降低处理成本,提高经济效益。不排放油烟和有害气体,生态环保,病死畜禽经生物发酵处理后,尸体全部分解,与发酵原料充分混合,所生产的生物有机肥或生物蛋白粉是很好的有机肥料,可促进农牧业生产良性循环。

  二、实用案例介绍

  (一)堆肥降解模式

  山东省青岛某公司借鉴国外堆肥经验,采用了病死猪生物堆肥降解模式,现介绍如下:

  1.工艺流程。病死猪生物堆肥降解处理场采用三步式堆沤,具体工艺如图1。

  2.建设结构。为保证猪场正常运营,该技术工艺要求设置至少2个初级堆沤池、1个二期堆沤池和1个储存池(如图2)。

  病死猪堆肥车间具体尺寸根据猪场规模和饲养水平确定,该公司是饲养母猪1000头的自繁自育猪场,设置堆肥房的尺寸是6米×24米,分成4间,隔墙1.5米高(如图3)。

  3.堆沤条件要求

  (1)堆沤条件。要保证该法正常运行,各相关指标参见表1。

  (2)堆沤时间估算。堆肥处理病死猪尸体过程所需时间随尸体大小、环境温度不同而不同,一般夏季比春秋季节缩短3天~5天,冬季比春秋季节增加3天~5天。正常春秋季节尸体大小与堆肥时间关系见表2。

  注:二期堆沤时间是初期堆沤的1/3,但是不少于10天。

  4.操作步骤。第一步:把底层和靠墙的周边铺上30厘米厚的木屑。第二步:把猪的尸体、胎衣按照大小和难易程度分别放在不同的角落,体重大最难堆肥的放在最里侧。从西侧往东侧堆沤,从北侧往南侧堆沤,体重最大的放在西北角,尸体间留有15厘米的间距塞进木屑,平衡排列。这一层排满后,铺一层15厘米厚的木屑,再铺另一层尸体。以此类推,每次铺完后喷洒少量的水分。第三步:初期堆沤时间按照45天时间堆肥,用铲车搅拌初期堆沤的部分(图4),换到二级堆沤池,继续堆沤15天。第四步:二级堆沤完毕后,换到储存池,或者直接撒到田地中。回收熟化的木屑大概50%,另外的50%用新的木屑覆盖在外层。新木屑相对干爽,水分在40%~50%。

  5.效果评价。优点:一是该法能彻底地处理病死猪,处理效果能满足规模猪场需要;二是处理过程为耗氧反应,臭味小,不污染水源;三是不配备大型设施设备,成本一般,易于操作。缺点:一是锯末、秸秆等垫料因未重复使用,需求量相对较大;二是未添加有益微生物,处理时间较长;三是处理效果仅靠业者感觉调整,不精准;四是翻耙工作量相对较大。此法因堆沤时间较长、处理能力有限,适合中小规模猪场采用。

  (二)高温生物降解模式

  我国某地级市,采用了高温生物降解模式处理病死猪,现介绍如下:

  1.技术原理。在密闭环境中,通过高温灭菌,配合好氧生物降解处理病害猪尸体及废弃物,转化为可产生优质有机肥原料,进一步加工可制成优质有机肥料,达到灭菌,减量,环保和资源循环利用的目的。

  2.工艺流程(图5)

  (1)上料系统:将动物尸体装入上料车,自动计重、上料;辅料及降解剂等通过自动升降机上料。上料前降解反应器自动开盖,上料完毕,自动关闭。

  (2)降解灭菌系统:反应器工作75℃以下3小时;140℃左右只需2小时~3小时。

  (3)有关气体的处理与环境消毒:降解处理过程中产生少量气体(主要为氨气、二氧化碳等),经系统设备冷凝、过滤、消毒。

  (4)污染区定期消毒,装运动物的车辆喷雾消毒,车辆间紫外灯消毒。

  2.工艺特点

  (1)处理成本降低。采用高温生物降解无害化处理技术处理1吨病害动物或动物产品需经费300元左右(每吨含电费170元,生物降解酶、锯末等辅料130元),与通过焚烧、深埋、化制等传统无害化处理技术相比,可节约处理成本70%以上。自设备运行以来,该市已处理各类不合格动物及动物产品1000余吨。

  (2)处理方便快捷。高温生物降解无害化处理设备在操作中采用了电脑控制模式,投料、出料及设备运行全程实现自动化。同时被处理物无需肢解、搬运,省时省工,防止了死亡动物可能传播动物疫病的情况发生。

  (3)处理彻底无害。高温生物降解无害化处理过程分为降解、灭菌两个程序。在设备仓内温度达到50℃~70℃时,生物活性酶发挥分解转化有机物的功能,对处理仓内动物尸体进行降解处理。处理完毕后,仓内温度上升到150℃左右,持续两小时对降解尸体进行高温杀菌消毒,彻底杀灭各种病原微生物。经过降解无害化处理后的处理物可以直接用作有机肥或锅炉燃料,不留安全隐患。同时,在处理过程中无味、无烟、无油、无水,清洁环保。

  3.效果评价。①优点:使用专用设备进行处理,作为病死猪集中处理中心占地少、外形美观、安装简便、易操作、环保节能等特点,符合《畜禽病害肉尸及其产品无害化处理规程》要求。②缺点:处理量为80公斤~2吨,不适于集中大批量病死畜禽处理。③适用范围:该设备适用于屠宰场、规模饲养场、动物隔离场和动物检疫站的无害化处理。