病死豬無(wú)害化處理效果初探

吳志堅(jiān)，吳志勇，徐曉云，張磊，余峰

（江西省畜牧技術(shù)推廣站，江西 南昌 330046）

近年來(lái)，我國(guó)生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，養(yǎng)殖數(shù)量逐年遞增，2014年全國(guó)生豬存欄46 583萬(wàn)頭，出欄73 510萬(wàn)頭[1]；規(guī)模養(yǎng)殖比重快速提高，2013年全國(guó)出欄500頭以上的養(yǎng)殖場(chǎng)超過(guò)25.5萬(wàn)個(gè)，生豬規(guī)模養(yǎng)殖比重達(dá)40.8%[2]。生豬養(yǎng)殖數(shù)量的擴(kuò)大必然引起生豬死亡數(shù)量的增加，根據(jù)資料，我國(guó)每年因各類(lèi)疾病引起的豬死亡率為8%～12%，病死豬攜帶病原體，若未經(jīng)無(wú)害化處理便任意處置，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還可能引起重大動(dòng)物疫情，危害畜牧生產(chǎn)安全，甚至引發(fā)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生事件[3]。我國(guó)現(xiàn)階段應(yīng)用較多的傳統(tǒng)病死豬無(wú)害化處理方式主要有深埋法、焚燒法和化尸窖法，這三種方法具有操作簡(jiǎn)單、投入低、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，但也存在污染環(huán)境、占用土地和不可資源化利用等缺點(diǎn)。近年來(lái)，我國(guó)正在推廣堆積發(fā)酵法和高溫生物降解法處理病死豬技術(shù)，這兩種方式都具有可以對(duì)病死豬進(jìn)行資源化利用、對(duì)環(huán)境基本無(wú)影響等優(yōu)點(diǎn)[4，5]，但由于養(yǎng)殖場(chǎng)主對(duì)這兩種方式接觸較少，對(duì)這兩種方式的技術(shù)指標(biāo)、處理效果、運(yùn)行成本等還存在一些疑慮，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究的報(bào)道也較少。本研究對(duì)堆積發(fā)酵法和高溫生物降解法處理病死豬進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并對(duì)這兩種方式的處理效果、運(yùn)行成本等進(jìn)行分析比較，為廣大養(yǎng)殖場(chǎng)主選擇病死豬無(wú)害化處理技術(shù)工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 病死豬堆積發(fā)酵試驗(yàn)

1.1.1 發(fā)酵場(chǎng)地。試驗(yàn)在江西省新干縣某豬場(chǎng)進(jìn)行，該場(chǎng)年出欄商品豬5 000頭，建有連排病死豬堆積發(fā)酵間，設(shè)有3個(gè)堆積發(fā)酵池，每個(gè)池寬3m，長(zhǎng)4.8m，三面砌墻，墻體水泥抹面，高度2m，地面平整，做防滲處理，上面搭頂棚，防止雨淋日曬，四周有圍墻，防止外來(lái)動(dòng)物進(jìn)入。

1.1.2 操作流程。先在發(fā)酵池地面鋪一層厚30cm左右的鋸末，然后放置一層病死豬（體重大的死豬可以先解剖后再放入，避免尸體脹氣撐開(kāi)覆蓋的鋸末），尸體距離墻壁25cm以上，豬尸體間保留20～30cm空隙，用鋸末填滿(mǎn)，再在尸體表面覆蓋一層20cm左右的鋸末；可隨時(shí)連續(xù)堆放病死豬，在發(fā)酵池堆滿(mǎn)病死豬后，再在表面蓋一層20cm左右的鋸末。試驗(yàn)過(guò)程中要經(jīng)常灑水保持堆體濕度，防止表面干燥開(kāi)裂。

1.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集

1.1.3.1 投料情況。每次投放前記錄處理的病死豬種類(lèi)、重量和添加鋸末的重量。

1.1.3.2 發(fā)酵溫度。將長(zhǎng)針式溫度計(jì)插入堆體40cm左右，記錄100d內(nèi)堆肥發(fā)酵溫度。

1.1.3.3 病原微生物檢測(cè)。在堆積發(fā)酵結(jié)束時(shí)，分別采取堆體表面、30cm深處、60cm深處和90cm深處的堆料（含降解組織）送江西農(nóng)業(yè)大學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行病原微生物檢測(cè)。

1.2 病死豬高溫生物降解試驗(yàn)

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)備。試驗(yàn)在江西省新建縣某種豬場(chǎng)進(jìn)行，該場(chǎng)存欄生產(chǎn)母豬800頭，年出欄生豬16 000頭，該場(chǎng)購(gòu)置了北京某公司研制的病死豬高溫生物降解無(wú)害化處理設(shè)備，該設(shè)備每批次可處理病死豬150 kg。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。把病死豬按大小分成A、B、C三組，A組為小豬組（30kg以下）；B組為中豬組（30～60kg），C組為大豬組（60kg以上），每組收集病死豬250kg左右，分二批進(jìn)行處理，按設(shè)備的操作流程操作，按病死豬體重添加25%的鋸末、0.1%的發(fā)酵菌劑。

1.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集

1.2.3.1 試驗(yàn)記錄。詳細(xì)記錄A、B、C三組每批次病死豬處理的病死豬重量、投料情況、開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、出料數(shù)量、處理效果和用電量等數(shù)據(jù)。

1.2.3.2 病原微生物檢測(cè)。分別對(duì)A、B、C三組兩個(gè)批次病死豬處理后的產(chǎn)物采樣，送江西農(nóng)業(yè)大學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行病原微生物檢測(cè)。

1.2.3.3 有機(jī)肥檢測(cè)。分別對(duì)A、B、C三組兩個(gè)批次病死豬處理后的產(chǎn)物采樣，送江西省分析測(cè)試中心做有機(jī)肥及重金屬相關(guān)項(xiàng)目檢測(cè)。

2 結(jié)果

2.1 堆積發(fā)酵處理病死豬結(jié)果

2.1.1 投料情況。本次試驗(yàn)共處理病死豬2 488kg，添加鋸末1 719kg，占病死豬體重的69.09%，不添加發(fā)酵菌劑，詳見(jiàn)表1。

表1 處理病死豬的投料情況表kg

2.1.2 溫度變化。堆體內(nèi)部溫度變化情況：6d溫度達(dá)到50℃，7d溫度達(dá)到55℃以上，一直到70d溫度仍在50℃以上，見(jiàn)圖1。

圖1 堆體內(nèi)部溫度變化圖

2.1.3 病原微生物檢測(cè)結(jié)果。在試驗(yàn)180d時(shí)，分別采集樣品做病原微生物檢測(cè)，經(jīng)病原基因檢測(cè)，未檢測(cè)到豬瘟、藍(lán)耳病、圓環(huán)病毒、偽狂犬病等病原微生物，結(jié)果見(jiàn)表2；經(jīng)細(xì)菌分離培養(yǎng)和PCR測(cè)序和序列分析，均未分離到病原菌，詳見(jiàn)表3。

表2 病原基因檢測(cè)結(jié)果

表3 細(xì)菌分離培養(yǎng)和PCR測(cè)序分析結(jié)果

2.2 高溫生物降解處理病死豬結(jié)果

2.2.1 投料及產(chǎn)出情況。本次試驗(yàn)分6批共處理病死豬653.5kg，添加鋸末148.1kg，產(chǎn)出有機(jī)肥537.8kg，詳見(jiàn)表4；有機(jī)肥產(chǎn)出比例在投料總量（病死豬+鋸末）的58%～78%之間，平均為66.71±2.78%，小豬組、中豬組和大豬組分別為64.02±5.85%、71.36±6.30%、64.76±3.01%，中豬組明顯高于小豬組和大豬組，詳見(jiàn)表5；從圖2分析發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥產(chǎn)出比例和鋸末添加比例沒(méi)有明顯相關(guān)性。

表4 病死豬投料及產(chǎn)出情況表

表5 不同組別病死豬投料及產(chǎn)出情況表

圖2 鋸末添加比例和出料比例變化圖

圖3 用電量和投料重量變化圖

2.2.2 用電情況。本次試驗(yàn)共進(jìn)行6批，處理病死豬653.5 kg，用電417kW·h，平均每批處理病死豬108.92kg，用電 69.5kW·h，詳見(jiàn)表 6；理論上用電量和投料重量應(yīng)該正相關(guān)，但試驗(yàn)表現(xiàn)不明顯，見(jiàn)圖3，分析可能是受病死豬解凍程度、設(shè)備初始溫度、環(huán)境溫度、運(yùn)行模式和冷卻方式等影響。

表6 處理病死豬用電明細(xì)kg，kw·h

表7 病原基因檢測(cè)結(jié)果

表8 細(xì)菌分離培養(yǎng)和PCR測(cè)序分析結(jié)果

2.2.3病原微生物檢測(cè)結(jié)果。在每批次處理完畢時(shí)，分別采集樣品做病原微生物檢測(cè)，經(jīng)病原基因檢測(cè)，未檢測(cè)到豬瘟、藍(lán)耳病、乙腦病毒、細(xì)小病毒、偽狂犬病等病原微生物，結(jié)果見(jiàn)表7；經(jīng)細(xì)菌分離培養(yǎng)和PCR測(cè)序和序列分析，均未分離到病原菌，詳見(jiàn)表8。

2.2.4 出料有機(jī)肥及和重金屬檢測(cè)結(jié)果

在每批次處理完畢時(shí)，采集樣品按照有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012做相關(guān)項(xiàng)目檢測(cè)，出料的有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分含量（以干基計(jì)）分別為107.4±3.3%、6.26±0.83%，水分含量為45.23±0.71%，詳見(jiàn)表 9；重金屬砷、汞、鉻、鎘、鉛含量分別為 0.28±0.07、0.007±0.002、6.01±1.94、0.037±0.012、1.15±0.13 mg/kg，銅、鋅含量分別為 10.61±1.89、67.27±15.60mg/kg，詳見(jiàn)表 10。

表9 出料有機(jī)肥檢測(cè)結(jié)果%

表10 出料重金屬含量檢測(cè)結(jié)果mg/kg

3 討論

3.1 堆積發(fā)酵處理效果分析

試驗(yàn)表明：采用不添加發(fā)酵菌劑利用鋸末作碳源堆積發(fā)酵處理病死豬，經(jīng)過(guò)180d左右可以將病死豬發(fā)酵降解（僅剩少量骨頭），經(jīng)采樣檢測(cè)豬瘟、藍(lán)耳病、圓環(huán)病毒、偽狂犬病等均為陰性，也未分離到病原菌，發(fā)酵過(guò)程中持續(xù)70d的50℃以上的高溫完全能將堆體中的病原微生物殺滅。Guan等[6]通過(guò)實(shí)反轉(zhuǎn)錄PCR法來(lái)研究口蹄疫病毒感染的豬尸堆肥對(duì)病毒的滅活效果，堆肥溫度分別在第10d和第19d達(dá)到50℃和70℃，樣本中的口蹄疫病毒在堆肥10d后失去活性，21d后被完全降解。病死豬堆積發(fā)酵技術(shù)操作簡(jiǎn)單、臭味小、不污染環(huán)境而且出料可以資源化利用，處理病死豬安全、徹底，能夠滿(mǎn)足各種規(guī)模豬場(chǎng)的需求。

本試驗(yàn)是利用自然環(huán)境中的土著菌發(fā)酵，且該發(fā)酵池為第一次使用，中間不翻堆，故需要堆積發(fā)酵的時(shí)間較長(zhǎng)。據(jù)資料介紹，墊料中的碳氮比是影響微生物良好發(fā)酵的重要因素之一，新墊料由于未引進(jìn)做為氮源的病死豬尸體，因此初始發(fā)酵速度較慢，添加部分利用過(guò)的墊料可以增加氮源，使發(fā)酵速度加快，但碳氮比減少到一定程度又會(huì)抑制發(fā)酵[7～9]；建議在以后的堆積發(fā)酵處理病死豬時(shí)，在鋸末中添加30%～50%以前用過(guò)的發(fā)酵出料，既可提高鋸末的利用效率，又可以提升發(fā)酵效率，縮短發(fā)酵時(shí)間，提高發(fā)酵池的使用效率。

3.2 高溫生物降解處理效果分析

試驗(yàn)表明：本試驗(yàn)使用的病死豬高溫生物降解設(shè)備處理病死豬效果良好，處理過(guò)程中持續(xù)保持140℃的高溫3～4h，可以將病死豬的病原微生物徹底殺滅，經(jīng)病原微生物檢測(cè)豬瘟、藍(lán)耳病、乙腦病毒、細(xì)小病毒、偽狂犬病等均為陰性，也未分離到病原菌；出料外觀(guān)均勻，有少量碎骨，無(wú)臭味，經(jīng)檢測(cè)其有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012，重金屬含量也符合標(biāo)準(zhǔn)，只有水分含量較高，經(jīng)干燥處理后即完全符合商品有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012。

不同大小病死豬的分組試驗(yàn)結(jié)果表明：本試驗(yàn)使用的設(shè)備處理大、中、小不同個(gè)體的病死豬在處理時(shí)間、殺滅病原微生物出料感觀(guān)和出料的有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分、水分、重金屬含量等方面均無(wú)顯著差異。數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表11和表12。

表11 不同組別出料有機(jī)肥檢測(cè)結(jié)果%

表12 不同組別出料重金屬含量檢測(cè)結(jié)果mg/kg

3.3 成本效益分析

以處理1 000kg病死豬為例，分別測(cè)算堆積發(fā)酵和高溫生物降解兩種處理方法的運(yùn)行成本和效益。堆積發(fā)酵法鋸末用量為病死豬的70%，在實(shí)際操作中可以添加30%～50%左右的以前用過(guò)的發(fā)酵出料，高溫生物降解法鋸末用量為病死豬的25%，鋸末價(jià)格為1元/kg，高溫生物降解需分成8批處理，每批用電70kW·h，電價(jià)為0.6元/kW·h，發(fā)酵劑價(jià)格80元/kg。堆積發(fā)酵產(chǎn)物雖可用于農(nóng)田施肥，但由于鋸末添加比例大肥效較低、經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高，只能充抵清理運(yùn)輸費(fèi)用，故不計(jì)其效益；高溫生物降解產(chǎn)物經(jīng)檢測(cè)肥效較高，是做有機(jī)肥的上好原料，市場(chǎng)價(jià)在500元/t左右。經(jīng)測(cè)算堆積發(fā)酵法的運(yùn)行成本為420元/t，高溫生物降解法的最終成本為248元/t，詳見(jiàn)表13。

表13 不同方法處理1 000kg病死豬成本效益測(cè)算kg，元，kw·h

在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象，當(dāng)做到A2組試驗(yàn)時(shí)，剛好鋸末用完，只添加了16.45%的鋸末（廠(chǎng)家推薦添加量為25%），但對(duì)病死豬的處理效果沒(méi)有明顯影響，各項(xiàng)指標(biāo)和其他組無(wú)明顯差異。本組試驗(yàn)說(shuō)明：在實(shí)際操作中可以適當(dāng)降低鋸末的添加量，可考慮只添加15%～20%的鋸末，這樣可以在不影響處理效果的同時(shí)增加每批次的處理量，節(jié)省鋸末成本（每處理1 000kg病死豬可以節(jié)省鋸末50～100kg，節(jié)省成本50～100元）。

3.4 結(jié)論與建議

研究表明：堆積發(fā)酵法和高溫生物降解法處理病死豬效果良好，操作簡(jiǎn)單，成本較低，安全環(huán)保，處理產(chǎn)物可以資源化循環(huán)利用，對(duì)各種規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)都適用。

3.4.1 堆積發(fā)酵法。堆積發(fā)酵法的前期建設(shè)成本較低，一個(gè)萬(wàn)頭豬場(chǎng)需要150m3的發(fā)酵池，建設(shè)成本5萬(wàn)元左右，處理1 000kg病死豬的運(yùn)行成本（不含人工）在420元左右，但該技術(shù)不能處理因重大動(dòng)物疫病及人畜共患病死亡的動(dòng)物尸體和相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品[10]，建議小規(guī)模豬場(chǎng)采用。

3.4.2 高溫生物降解法。高溫生物降解法前期投入較大，一套處理150kg病死豬（最大處理量為162t/年）的設(shè)備加廠(chǎng)房共需投入30萬(wàn)元左右，處理1 000kg病死豬的運(yùn)行成本（不含人工）約600元，產(chǎn)有機(jī)肥收入約400元，只需支出200元左右，且此方法屬于化制法的一種，可以處理因重大動(dòng)物疫病及人畜共患病死亡的動(dòng)物尸體和相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品[10]，建議在大規(guī)模豬場(chǎng)和區(qū)域病死畜禽無(wú)害化處理中心應(yīng)用。

[1]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.2014年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào).國(guó)家統(tǒng)計(jì)局官網(wǎng)，2015-2-26.

[2]農(nóng)業(yè)部畜牧業(yè)司.發(fā)展生豬標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖成效顯著.中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部官網(wǎng)，2014-7-29.

[3]李志，楊軍香.病死畜禽無(wú)害化處理主推技術(shù)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

[4]許建華，吳秋玉，鄭遠(yuǎn)鵬，等.泉州市發(fā)酵法無(wú)害化處理病死豬技術(shù)研究[J].福建畜牧獸醫(yī).2015（2）：12～15.

[5]周開(kāi)鋒.病死豬無(wú)害化處理技術(shù)淺析[J].豬業(yè)觀(guān)察.2014（2）：87～93.

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[7]焦洪超，王合亮，林海.高溫腐熟堆制處理病死豬尸體的效果評(píng)價(jià)研究[C].中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)家畜生態(tài)學(xué)分會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.2014.

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[9]王巖.養(yǎng)殖業(yè)固體廢棄物快速堆肥化處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[10]中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部.病死動(dòng)物無(wú)害化處理技術(shù)規(guī)范[S]，2013-10-15.