動(dòng)物無(wú)害化高溫滅菌脫水處理技術(shù)

黃劍

摘 要：動(dòng)物發(fā)生死亡時(shí)，如不及時(shí)將病死動(dòng)物尸體、制品及污染物、排泄物等進(jìn)行無(wú)害化處理，各類病毒易進(jìn)入外環(huán)境，進(jìn)而導(dǎo)致禽流感、口蹄疫等重大人畜共患病發(fā)生流行，此外，病死畜禽也易為部分黑心商戶利用，制作成肉制品流入市場(chǎng)，流向餐桌，給人民群眾身體健康和養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展帶來嚴(yán)重威脅，造成社會(huì)公共安全隱患。動(dòng)物尸體無(wú)害化高溫滅菌脫水處理技術(shù)不僅有利于解決動(dòng)物疫病防范，肉食品質(zhì)量安全的問題，而且有利于解決城鄉(xiāng)環(huán)境污染等問題，對(duì)進(jìn)一步深化全市生態(tài)環(huán)境綜合整治、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，具有重大的實(shí)際意義。經(jīng)多方論證，動(dòng)物無(wú)害化高溫滅菌脫水處理技術(shù)是目前最先進(jìn)、最可行的動(dòng)物無(wú)害化處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：無(wú)害化；高溫；滅菌；脫水；處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：S851.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161233100

1 技術(shù)方案選擇

動(dòng)物尸體無(wú)害化處理在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家是一項(xiàng)歷史悠久、工藝成熟、體系規(guī)范完善的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)對(duì)動(dòng)物尸體的規(guī)范化、現(xiàn)代化處理起步遲，相關(guān)規(guī)范和技術(shù)體系尚未成熟，大部分地區(qū)對(duì)動(dòng)物尸體的處理還比較落后，因此對(duì)于動(dòng)物尸體處理工藝的選擇應(yīng)在滿足國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)規(guī)范前提下，充分參照其他先進(jìn)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)動(dòng)物尸體的處理工藝主要有掩埋、焚燒、堆肥、蒸煮、高溫滅菌脫水工藝，還有作寵物飼料等其他處理方法。

1.1 掩埋

掩埋是最為傳統(tǒng)的死禽畜處理方法，根據(jù)國(guó)家《病害動(dòng)物和病害動(dòng)物產(chǎn)品生物安全處理規(guī)程》要求，掩埋處理要求：掩埋地應(yīng)遠(yuǎn)離學(xué)校、公共場(chǎng)所、居民住宅區(qū)、村莊、動(dòng)物飼養(yǎng)和屠宰場(chǎng)所、飲用水源地、河流等地區(qū)。掩埋操作要求：掩埋前應(yīng)對(duì)需掩埋的死禽畜尸體實(shí)施焚燒處理；掩埋坑底鋪 2cm 厚生石灰；掩埋后需將掩埋土夯實(shí)。

1.2 焚燒

焚燒法分為直接焚燒法與炭化焚燒法。直接焚燒將動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品或破碎產(chǎn)物，投至焚燒爐本體燃燒室，經(jīng)充分氧化、熱解，產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入二燃室繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生的爐渣經(jīng)出渣機(jī)排出。燃燒室溫度應(yīng)≥850℃。二燃室出口煙氣經(jīng)余熱利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。焚燒爐渣與除塵設(shè)備收集的焚燒飛灰應(yīng)分別收集、貯存和運(yùn)輸。焚燒爐渣按一般固體廢物處理，焚燒飛灰和其他尾氣凈化裝置收集的固體廢物如屬于危險(xiǎn)廢物，則按危險(xiǎn)廢物處理。直接焚燒法由于動(dòng)物尸體含水率較高，焚燒時(shí)須加入大量油料作為助燃料劑，并且在焚燒過程中產(chǎn)生大量尾氣需要處理，因此其處理成本較高。

炭化焚燒法將動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品投至熱解炭化室，在無(wú)氧情況下經(jīng)充分熱解，產(chǎn)生的熱解煙氣進(jìn)入燃燒（二燃）室繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生的固體炭化物殘?jiān)?jīng)熱解炭化室排出。熱解溫度應(yīng)≥600℃，燃燒（二燃）室溫度≥1100℃，焚燒后煙氣在 1100℃以上停留時(shí)間≥2s。煙氣經(jīng)過熱解炭化室熱能回收后，降至 600℃左右進(jìn)入排煙管道。煙氣經(jīng)過濕式冷卻塔進(jìn)行“急冷”和“脫酸”后進(jìn)入活性炭吸附和除塵器，最后達(dá)標(biāo)后排放。炭化焚燒法可能會(huì)產(chǎn)生二噁英，尾氣處理的難度比較大，成本比較高。

1.3 堆肥

動(dòng)物尸體堆肥是將動(dòng)物尸體層層堆積起來，添加必要的輔料，通過微生物的厭氧發(fā)酵作用，分解動(dòng)物尸體并最終制成肥料。發(fā)酵堆體結(jié)構(gòu)形式主要分為條垛式和發(fā)酵池式， 處理前，在指定場(chǎng)地或發(fā)酵池底鋪設(shè) 20cm 厚輔料。輔料上平鋪動(dòng)物尸體或相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品，厚度≤20cm。覆蓋 20cm 輔料，確保動(dòng)物尸體或相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品全部被覆蓋。堆體厚度隨需處理動(dòng)物尸體和相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品數(shù)量而定，一般控制在2～3m。堆肥發(fā)酵堆內(nèi)部溫度≥54℃，一周后翻堆，3周后完成。輔料為稻糠、木屑、秸桿、玉米芯等混合物，或在稻糠、木屑等混合物中加入特定生物制劑預(yù)發(fā)酵后產(chǎn)物。

1.4 蒸煮

死禽畜蒸煮工藝原理是將動(dòng)物尸體整體或破碎產(chǎn)物由人工或傳送帶卸料至立式蒸煮釜內(nèi)，利用高溫蒸汽對(duì)物料進(jìn)行直接蒸煮加熱，通過高溫完成滅菌過程。滅菌完成后，物料仍在蒸煮釜內(nèi)高壓環(huán)境下停留一段時(shí)間進(jìn)行保溫，而后打開蒸煮釜底部卸料閥排出物料，進(jìn)行初次固液分離，物料送入烘干系統(tǒng)；液體部分送入油水分離系統(tǒng)處理。蒸煮工藝是傳統(tǒng)的死禽畜處理工藝，適用于零散、小規(guī)模的動(dòng)物尸體處理。

1.5 高溫滅菌脫水

高溫滅菌脫水工藝是目前主流的死禽畜處理工藝，其工藝原理是將死禽畜進(jìn)行破碎后通過管道輸送進(jìn)入密閉式的臥式反應(yīng)釜內(nèi)，通過高溫蒸汽間接加熱產(chǎn)生高溫高壓反應(yīng)條件，完成對(duì)物料滅菌同時(shí)將動(dòng)物尸體內(nèi)水分蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)物料脫水。滅菌脫水后物料隨即采用壓榨方式進(jìn)行提油，剩余的殘?jiān)蔀楦叩鞍兹夤欠邸?/p>

該法的優(yōu)點(diǎn)：處理過程實(shí)現(xiàn)全密封，杜絕了跑冒滴漏和人員與物料的直接接觸，安全性和衛(wèi)生條件較好；滅菌效果好。反應(yīng)釜內(nèi)處理物中心溫度≥140℃，壓力≥0.5MPa（絕對(duì)壓力），時(shí)間≥4h（具體處理時(shí)間隨需處理動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品或破碎產(chǎn)物種類和體積大小而設(shè)定），各種病毒、病菌被徹底殺滅；適應(yīng)于大規(guī)模處理要求。缺點(diǎn)是蒸汽用量比較大。

1.6 其他處理方法

寵物飼料，每頭動(dòng)物尸體都應(yīng)經(jīng)嚴(yán)格檢查，并獲得批準(zhǔn)后，才可用于生產(chǎn)寵物飼料，生產(chǎn)設(shè)施及設(shè)備應(yīng)符合動(dòng)物健康委員會(huì)的規(guī)定；喂養(yǎng)動(dòng)物（僅利用毛、皮的非食用動(dòng)物）動(dòng)物飼養(yǎng)場(chǎng)必須獲得批準(zhǔn)后，才可使用動(dòng)物尸體喂養(yǎng)動(dòng)物。動(dòng)物飼養(yǎng)場(chǎng)所有的動(dòng)物僅利用其毛皮，不可進(jìn)入與人類相關(guān)的食物鏈。動(dòng)物飼養(yǎng)場(chǎng)必須承擔(dān)由于采用動(dòng)物尸體喂養(yǎng)動(dòng)物而引起傳染病傳播所造成的損失；粉碎后混入化糞池，僅適用于某些經(jīng)授權(quán)的研究機(jī)構(gòu)；乳酸發(fā)酵 腐爛程度較低的動(dòng)物尸體與其它碳水化合物，進(jìn)行乳酸發(fā)酵生產(chǎn)飼料。

各工藝的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：掩埋和堆肥法由于處理工藝落后，滅菌效果不徹底，占地面積大；焚燒法處理運(yùn)行成本高，會(huì)產(chǎn)生大量難處理的尾氣，資源化程度低；高溫滅菌脫水工藝在技術(shù)可行性、先進(jìn)性及運(yùn)行維護(hù)便利性方面均明顯蒸煮工藝。

2 高溫滅菌脫水工藝流程

動(dòng)物尸體無(wú)害化處理的對(duì)象為：主要為生豬、死禽等體型較小的死亡動(dòng)物，兼顧處理屠宰環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢棄物、有關(guān)職能部門沒收的病害或變質(zhì)的畜牧肉類產(chǎn)品。

動(dòng)物尸體衛(wèi)生處理大致分為3個(gè)工段：前處理工段、主處理工段、殘余物料處理工段及配套的廢水臭氣處理設(shè)施。

2.1 前處理工段

前處理工段主要包括：動(dòng)物尸體的冷藏、進(jìn)料、破碎及輸送。動(dòng)物尸體（大部分為死豬）經(jīng)計(jì)量后，傾倒進(jìn)料倉(cāng)內(nèi)。進(jìn)料倉(cāng)內(nèi)接收的死禽畜物料經(jīng)其下方安裝的可輸送大型物料的螺旋輸送機(jī)輸送至動(dòng)物尸體專用破碎機(jī)，以將動(dòng)物尸體破碎為粒徑≤50mm 的顆粒物料，破碎機(jī)處理能力為 15～20t/h（注：在破碎機(jī)進(jìn)料口前安裝有攝像頭進(jìn)行 24h監(jiān)控，防止非動(dòng)物尸體進(jìn)入破碎機(jī)）。破碎后的物料落入螺旋輸送機(jī)，輸送至動(dòng)物尸體專用輸料泵。輸料泵采用進(jìn)口的成熟泵送機(jī)構(gòu)，能將動(dòng)物尸體、血液、油脂、腐敗物等各種物料泵送滅菌脫水反應(yīng)釜（輸料泵輸送能力為 15～20t/h，揚(yáng)程 150～200m）。

2.2 主處理工段

選用進(jìn)口大型滅菌脫水反應(yīng)釜，單釜批處理能力7t，處理時(shí)間5h。物料由前處理車間泵送進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)，各反應(yīng)釜按序批運(yùn)行模式，單獨(dú)進(jìn)料，啟動(dòng)處理程序，完成處理后，單獨(dú)排料。物料在滅菌反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行高溫、高壓滅菌操作，然后在真空泵站的負(fù)壓下對(duì)物料進(jìn)行脫水處理，一般配置 2 套滅菌脫水反應(yīng)釜。物料在滅菌反應(yīng)釜內(nèi)完成脫水后，排料進(jìn)入 1#緩存?zhèn)}，進(jìn)行預(yù)過濾，預(yù)過濾后的油脂流到加熱罐；渣經(jīng)螺旋輸送榨油機(jī)，榨油機(jī)榨油后的渣進(jìn)入滾筒式風(fēng)冷機(jī)，油脂流到加熱罐；渣經(jīng)冷卻后進(jìn)入2#緩存?zhèn)}，再進(jìn)入錘式粉碎機(jī)粉碎，粉碎過程中通過旋風(fēng)、布袋除塵器捕捉粉塵。加熱罐的油脂升溫后泵至臥螺脫水機(jī)，脫水后的渣回到1#緩存?zhèn)}，油脂進(jìn)入中間儲(chǔ)油罐，最后匯至大儲(chǔ)油罐。

2.3 殘余物料處理工段

經(jīng)冷卻后的殘余物料，先破碎后進(jìn)入自動(dòng)包裝機(jī)，打包，堆碼存放。

2.4 廢水、臭氣處理設(shè)施

高溫滅菌脫水反應(yīng)釜排出來的污蒸汽經(jīng)過換熱器冷卻變成廢水排放，同時(shí)真空泵站也會(huì)有部分廢水排放，這些廢水再與沖洗地面、設(shè)備的廢水一起排入廢水處理站進(jìn)行處高溫滅菌脫水反應(yīng)釜排出來的污蒸汽經(jīng)過換熱器冷卻后的不冷凝氣體經(jīng)過真空泵站抽出來進(jìn)入臭氣處理系統(tǒng)處理。

3 資源化產(chǎn)品

動(dòng)物尸體經(jīng)過滅菌脫水反應(yīng)、油脂壓榨等工序后主要的副產(chǎn)品為油脂和殘?jiān)８鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)，1t的物料回收動(dòng)物油脂約0.1t、殘?jiān)s0.33t。具體的產(chǎn)品量由物料衡計(jì)算確定。

油脂為動(dòng)物尸體中含有的動(dòng)物油，經(jīng)過高溫高壓反應(yīng)，固體脂肪分解成液態(tài)的油脂，經(jīng)后續(xù)的壓榨把油分離出來，再經(jīng)提純后得到產(chǎn)品油脂，油脂的含水率約為3%，含油率約為97%，是一種非常好的原料。

殘?jiān)鼮閯?dòng)物尸體經(jīng)過高溫高壓反應(yīng)，再經(jīng)過壓榨后得到殘余物，主要成分為蛋白質(zhì)、骨粉、纖維和脂肪，所以又稱肉骨粉，殘?jiān)暮始s為10%，含固率約為90%。

油脂的用途 動(dòng)物尸體無(wú)害化處理產(chǎn)生的油脂為動(dòng)物油，這些油脂產(chǎn)于病害動(dòng)物，雖經(jīng)過了高溫滅菌處理，不存在生物病菌，但可能存在化學(xué)毒素，絕不能回流食物鏈。為了防止油脂回流至餐桌， 必須將油脂轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品，杜絕回流食物鏈的可能。油脂的工業(yè)用途很廣泛，常見有：制取工業(yè)油酸、硬脂酸和工業(yè)油脂，廣泛用于紡織、食品、醫(yī)藥、日用化工、石油化工、橡塑、采礦、交通運(yùn)輸、鑄造、金屬加工、油墨、涂料等各種行業(yè)； 制取洗衣粉：動(dòng)物油脂其主要成分是三脂肪酸甘油酯，它用堿皂化可以生成甘油 及洗滌用的表面活性劑堿皂（如鈉皂、鉀皂等）。油脂制備生物柴油：油脂是生物柴油的主要生產(chǎn)原料，我國(guó)目前一般采用2步法生產(chǎn)工藝將油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油。用油脂制備選礦藥劑：脂肪酸是鐵礦、螢石礦、磷灰石礦等普遍使用的選礦捕收劑。目前在利用廢棄原料制取礦物脂肪酸類捕收劑的研究中， 利用的原料主要有煉制植物油、酸化油生產(chǎn)過程中拋棄的油腳料或中間產(chǎn)物， 而利用油脂制備脂肪酸類捕收劑尚不多見。如果能利用其進(jìn)行脂肪酸類捕收劑的制備， 可以實(shí)現(xiàn)污染減少和綜合利用的雙重效果。