進(jìn)境動(dòng)物隔離場無害化處理設(shè)施的研制與驗(yàn)證

胡培龍，易建平，王增鑫，田曉軍，李小林，李 健

（1. 上海出入境檢驗(yàn)檢疫局，上海 200135；2. 山東鑫正達(dá)機(jī)械有限公司，山東濰坊 262200）

進(jìn)境動(dòng)物隔離場無害化處理設(shè)施的研制與驗(yàn)證

胡培龍1，易建平1，王增鑫2，田曉軍2，李小林1，李 健1

（1. 上海出入境檢驗(yàn)檢疫局，上海 200135；2. 山東鑫正達(dá)機(jī)械有限公司，山東濰坊 262200）

為滿足病畜尸體無害化處理的要求，考慮到進(jìn)境動(dòng)物隔離場處理病畜數(shù)量少、批次多、除害效果和環(huán)保要求高等因素，圍繞尸體粉碎、處理壓力、處理溫度、處理時(shí)間、廢氣處理等技術(shù)要素，試制了一款新型的病畜尸體廢棄物無害化處理系統(tǒng)設(shè)備。該設(shè)施中心溫度≥140 ℃、壓力≥0.4 MPa、低溫真空干燥3～4 h、整個(gè)流程5 h左右，并對設(shè)計(jì)參數(shù)、除害效果進(jìn)行了全面驗(yàn)證。結(jié)果表明：該套設(shè)施可對病畜尸體及廢棄物進(jìn)行破碎、化制和真空干燥等綜合處理，具有除害徹底、操作自動(dòng)、時(shí)間短、環(huán)保等優(yōu)勢，適用于動(dòng)物隔離場飼養(yǎng)場對病畜尸體及廢棄物的無害化處理。

動(dòng)物隔離場；病死畜禽；無害化處理；設(shè)施研制

近年來，我國養(yǎng)殖企業(yè)從畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家引進(jìn)優(yōu)良種畜已較為普遍。2010—2016年，僅上?？诎陡綦x檢疫進(jìn)境動(dòng)物69批次，近萬頭。為有效防控國外動(dòng)物疫病傳入，我國建立了嚴(yán)格的動(dòng)物隔離檢疫制度，先后在北京、上海、廣州、天津等地設(shè)立了4個(gè)國家級(jí)動(dòng)物隔離場，并指定了相當(dāng)數(shù)量的臨時(shí)隔離場。動(dòng)物在隔離期間病死或?qū)嶒?yàn)室檢出國家禁止入境的一、二類傳染病，都將對動(dòng)物采取撲殺措施。為有效防控重大動(dòng)物疫病，確保動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量安全，農(nóng)業(yè)部先后出臺(tái)了《農(nóng)業(yè)部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)病死動(dòng)物無害化處理監(jiān)管工作的通知》《病死動(dòng)物無害化處理技術(shù)規(guī)范》等系列文件[1]，加強(qiáng)對病害動(dòng)物無害化處理的監(jiān)管，規(guī)定對病死或者死因不明的動(dòng)物尸體必須進(jìn)行無害化處理，徹底消滅其所攜帶的病毒和細(xì)菌。目前，國內(nèi)常見的動(dòng)物尸體處理方法有焚化、掩埋、發(fā)酵和化尸井處理法，這些處理方法均存在缺點(diǎn)，如易造成環(huán)境污染、收集運(yùn)送擴(kuò)散、無法確保徹底殺菌消毒、污染水資源及土壤等弊端[2-3]。自2010年以來，機(jī)械方式的無害化處理設(shè)備開始推廣應(yīng)用，但仍存在操作環(huán)境開放、廢氣污染、除害效果不徹底、耗電成本高等問題，不能完全滿足進(jìn)境動(dòng)物隔離場對防疫安全的需求。

為加強(qiáng)對無害化處理的監(jiān)管工作，適應(yīng)新形勢下的環(huán)保要求，采用“尸體破碎+高溫高壓化制+真空干燥+廢氣處理”的技術(shù)路線，根據(jù)OIE和農(nóng)業(yè)部的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制了一體化無害化處理設(shè)施，該設(shè)施具有除害效果徹底、消毒方便、符合環(huán)保要求、能耗更低等優(yōu)點(diǎn)，全程密閉操作、外部控制系統(tǒng)、扎刀粉碎徹底、處理時(shí)間短、使用成本低等優(yōu)勢，具有較好的市場推廣前景。

1 材料與方法

1.1 病畜無害化處理設(shè)施技術(shù)要點(diǎn)的確認(rèn)

1.1.1 粉碎大小尺寸的確定。參考OIE法典

11.4.19中對BSE病原感染性降低的技術(shù)要求，對含有反芻動(dòng)物蛋白的肉骨粉制作的原料加熱前粉碎到最大50 mm。這樣利于熱穿透，保證殺滅效果和縮短處理時(shí)間。

1.1.2 壓力溫度參數(shù)的選擇。OIE法典11.4.19條對降低肉骨粉中BSE感染性要求133 ℃以上、絕對壓力0.3 MPa大氣壓維持最少20 min。本設(shè)施增加了高溫高壓同時(shí)攪拌的設(shè)施，保證了物料中心溫度與壓力的快速傳遞，且粉碎物體積小，所以將溫度壓力設(shè)定為處理物中心溫度≥140 ℃，壓力≥0.4 MPa，可以保證滅菌殺毒效果更徹底。

1.1.3 處理時(shí)間的選擇?！恫∷绖?dòng)物無害化處理技術(shù)規(guī)范》干化法要求處理時(shí)間4 h、濕化法為0.5 h，但也注明具體處理時(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[1]。一體化無害化處理設(shè)施采用了物料攪拌技術(shù)，可以混合均勻升溫，極大程度上縮短了物料中心溫度達(dá)到設(shè)定值的時(shí)間。本設(shè)施采用干法化制，處理時(shí)間設(shè)定為30 min。

1.2 無害化處理工藝流程

無害化處理工藝流程參考徐進(jìn)京，田曉軍等人研制的設(shè)備進(jìn)行了創(chuàng)新改進(jìn)[4-6]（圖1）。物料（豬、牛、家禽等）通過提升機(jī)將物料提升入粉碎機(jī)密閉粉碎，粉碎后密閉輸送入干化機(jī)內(nèi)。物料裝載完畢，電加熱蒸汽發(fā)生器（功率60 kW）產(chǎn)生的高壓蒸汽進(jìn)入干化機(jī)夾套及主軸，高溫高壓處理，油溫190 ℃左右，處理物中心溫度≥140 ℃，壓力≥0.4 MPa（絕對壓力），保溫保壓30 min，將物料（畜禽尸體、屠宰廢棄物、孵化場廢棄物）轉(zhuǎn)化成肉骨粉及油。滅菌處理后，利用真空泵站，通過低溫真空干燥的方式，進(jìn)行3～4 h的真空干燥，最終物料的含水量降至12%以下，含油脂30%左右。物料裝滿的情況下，整個(gè)流程5～6 h（時(shí)間可設(shè)定，如物料不滿可視情況減少時(shí)間）。干燥后的物料通過輸送蛟龍進(jìn)入緩存?zhèn)}暫存。處理過程中產(chǎn)生的VOCs氣體，經(jīng)過除塵器除塵、冷凝器降溫、化學(xué)洗滌塔洗滌、臭氧滅菌后，達(dá)標(biāo)排放。

圖1 無害化處理流程

1.3 主要設(shè)備的技術(shù)方案

動(dòng)物尸體廢棄物無害化處理設(shè)施如圖2至圖4所示，主要包括帶上料機(jī)構(gòu)的粉碎機(jī)、輸送機(jī)、高溫高壓干化機(jī)、廢氣處理塔等設(shè)備。

圖2 設(shè)施整體設(shè)計(jì)圖

圖3 動(dòng)物尸體粉碎機(jī)

1.4 技術(shù)參數(shù)的檢測驗(yàn)證

通過直接觀察、委托外單位操作過程參數(shù)計(jì)量、飼養(yǎng)場病死動(dòng)物收集和實(shí)驗(yàn)室制樣處理檢測等過程對設(shè)施的技術(shù)參數(shù)與無害化處理效果進(jìn)行檢測與驗(yàn)證。

參考衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》（2002版）[8]，選擇實(shí)驗(yàn)室保存的金黃色葡萄球菌（ATCC6538）、溶血性鏈球菌（ATCC21059）和枯草桿菌芽孢（ATCC9732）3種細(xì)菌進(jìn)行懸液制備與污染樣品制作。每份細(xì)菌懸液涂抹于購買的12份新鮮1/4豬胴體全表面并隨機(jī)穿刺30～50次污染胴體內(nèi)部，隨后在污染胴體污染處切割約100 g樣品，每份酮體切割1份，留作陽性對照樣品冷藏待用。

圖4 干化機(jī)配管

購買實(shí)驗(yàn)用健康小豬24頭，隔離飼養(yǎng)，ELISA檢測偽狂犬病毒、細(xì)小病毒均為抗體陰性，飼喂?fàn)顟B(tài)正常后選擇實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)增的豬細(xì)小病毒（TCID50約為10-5.5）肌肉注射和偽狂犬病毒（TCID50約為10-6.5）鼻腔接種，每種12頭。攻毒后每天采血進(jìn)行PCR檢測，陽性動(dòng)物處死后取樣及送機(jī)處理。

設(shè)定0.5 h、1 h、2 h三個(gè)處理時(shí)間段，每次處理12份胴體（每菌4份）、8頭豬（每毒4頭），每次處理后終產(chǎn)物取樣3份，進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)計(jì)數(shù)與病毒分離，同時(shí)檢測未經(jīng)處理的陽性對照樣品。

2 結(jié)果

2.1 粉碎效果的直接觀察

粉碎后通過開蓋檢查，動(dòng)物尸體被完全擠壓粉碎，殘留物尺寸大小低于50 mm，達(dá)到粉碎要求（圖5）。

2.2 溫度壓力參數(shù)的計(jì)量

在設(shè)施運(yùn)行過程中，委托上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院（華東國家計(jì)量測試中心）對相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)檢測。依據(jù)JJF1030—2010恒溫槽技術(shù)性能測試規(guī)范，使用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和壓力校驗(yàn)儀，該中心進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并出具檢測報(bào)告2016E12-30-100252。檢測校準(zhǔn)結(jié)論：設(shè)備操作界面顯示值與實(shí)際檢測校準(zhǔn)值基本吻合，達(dá)到設(shè)施設(shè)定的處理溫度與壓力（表1）。

圖5 物料的粉碎效果

表1 溫度壓力檢測報(bào)告

2.3 終產(chǎn)物質(zhì)量檢測

實(shí)驗(yàn)室采集處理后終產(chǎn)品，分別按照GB/ T6435—2014、GB/T6433—2006進(jìn)行水分、含油量質(zhì)量檢測，水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.8%，脂肪為20%，最終處理產(chǎn)物水分與含油量指標(biāo)符合原設(shè)計(jì)要求，可以直接處理，也可以用于發(fā)酵或者肥料制作。

2.4 除害效果的驗(yàn)證

2.4.1 田間收集病死動(dòng)物的處理效果驗(yàn)證。對江蘇、浙江和上海地區(qū)養(yǎng)豬場的死亡豬進(jìn)行PCR快速檢測，有豬瘟陽性動(dòng)物6頭、鏈球菌陽性動(dòng)物2頭、藍(lán)耳病陽性動(dòng)物4頭，共12頭病死生豬的尸體，解剖取樣后尸體送交隔離場進(jìn)行無害化處理，終產(chǎn)物進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)病毒分離，盲傳三代未發(fā)現(xiàn)特征性病變，第三代培養(yǎng)物PCR檢測陰性，鏈球菌分離陰性。

2.4.2 實(shí)驗(yàn)室制樣與攻毒動(dòng)物的處理效果驗(yàn)證。制備金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、枯草芽孢的豬胴體菌樣與豬細(xì)小病毒、偽狂犬病毒病毒感染豬，進(jìn)行無害化處理。按照處理時(shí)間設(shè)定為0.5 h、1 h、2 h 3個(gè)時(shí)間段，每次處理樣品為12份污染胴體、攻毒8頭感染豬，對每次終產(chǎn)物取樣3份進(jìn)行檢測，均沒有發(fā)現(xiàn)相應(yīng)病原體。同時(shí)對留存的36份細(xì)菌污染陽性對照樣品和24份病毒攻毒陽性對照樣品進(jìn)行檢測比對（表2）。

3 討論

經(jīng)過設(shè)施的操作驗(yàn)證與比較，本無害化處理設(shè)施系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)與優(yōu)勢：

3.1 操作房間全密閉，易于清洗消毒及使用后的熏蒸處理

操作工藝流程實(shí)行機(jī)械化管路系統(tǒng)運(yùn)作全程封閉，配套齊全，能自動(dòng)完成大型動(dòng)物尸體的上料、破碎和化制干燥。操作人員放好處理對象后關(guān)閉操作房間，在操作區(qū)外的中控室進(jìn)行流程手動(dòng)操作，通過觀察窗觀看設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)情況。僅處理完成后出料和環(huán)境清潔消毒處理需要工作人員進(jìn)入處理場所。

3.2 能耗降低，優(yōu)化技術(shù)

滾刀質(zhì)量較大并沿圓周成螺旋錯(cuò)位安裝，產(chǎn)生的慣性力可以起到飛輪的作用，降低能耗；進(jìn)料口配有自動(dòng)開閉的口蓋，能有效防止動(dòng)物破碎時(shí)產(chǎn)生污物向外飛濺。粉碎機(jī)蓋子增加了自動(dòng)噴淋設(shè)施，在粉碎完成后蓋子帶自動(dòng)噴淋設(shè)施沖洗腔體及傳送帶，廢水及殘?jiān)ㄟ^傳輸帶以及底部帶有渣漿壓力泵的不銹鋼管道二條途徑泵入化制機(jī)進(jìn)行高溫滅菌處理。

表2 細(xì)菌病毒驗(yàn)證結(jié)果

3.3 廢氣處理達(dá)標(biāo)

空氣抽取系統(tǒng)抽取廢氣，進(jìn)行降溫洗滌處理后進(jìn)一步臭氧消毒與降解處理，在臭氧柜中進(jìn)行廢氣的降解和消毒，達(dá)到無害與除味的雙重目標(biāo)。高溫處理達(dá)到后采取放氣、真空的方式迅速干燥，縮短操作時(shí)間，達(dá)到預(yù)期干燥效果。溫度壓力均可以方便調(diào)節(jié)，還可以依據(jù)處理量和特殊要求長時(shí)間維持。一般市場上處理設(shè)施都是120 ℃以下，該設(shè)施可到達(dá)油溫190 ℃、內(nèi)部溫度150 ℃、中心溫度140 ℃，處理效果理想。粉碎與干化處理可以單獨(dú)操作。如果需要，可以先對干化機(jī)進(jìn)行油溫加熱，縮短處理時(shí)間。

3.4 節(jié)約成本

經(jīng)過測算操作時(shí)間、水電以及人工等成本，處理1次的費(fèi)用≤0.8元/J。

4 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)室病死動(dòng)物收集與人工制作豬胴體菌樣與攻毒感染豬，按照無害化設(shè)施的處理參數(shù)和操作流程進(jìn)行了無害化處理，對終產(chǎn)物進(jìn)行了相關(guān)細(xì)菌與病毒的檢測。結(jié)果表明研制的進(jìn)境動(dòng)物隔離場病畜尸體廢棄物無害化處理設(shè)施能夠在半小時(shí)內(nèi)徹底殺滅有關(guān)的動(dòng)物病原體，處理效果安全高效，操作簡便，適用于動(dòng)物隔離場、飼養(yǎng)場對病畜尸體及其廢棄物的無害化處理，滿足安全防疫的需求。

[1] 農(nóng)業(yè)部.病死動(dòng)物無害化處理技術(shù)規(guī)范[S]. 北京：農(nóng)業(yè)部，2013-10-15.

[2] 遠(yuǎn)德龍，宋春陽.病死畜禽尸體無害化處理方式探討[J].豬業(yè)科學(xué)，2013（6）：82-84.

[3] 趙煥鳳，武岳成.病死動(dòng)物無害化處理的重要性及其設(shè)施建設(shè)等面臨的問題[J].吉林畜牧獸醫(yī)，2016，37（5）：52.

[4] 徐進(jìn)京，錢袁萍，徐向紅. 動(dòng)物尸體無害化處理系統(tǒng)設(shè)備的研制[J].沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，17（1）：33-37.

[5] 田曉軍.一種廢氣處理裝置：ZL 201620214188.4[P]. 2016-03-18.

[6] 田曉軍.一種畜禽無害化處理用化制機(jī)：ZL 201620214238.9[P]. 2016-03-18.

（責(zé)任編輯：孫榮釗）

Development and Verif cation of Bio-safety Disposal Facilities in the Quarantine Station for Entry Animals

Hu Peilong1，Yi Jianping1，Wang Zengxin2，Tian Xiaojun2，Li Xiaolin1，Li Jian1
（1. Shanghai Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Shanghai 200135；2. Shandong Xinzhengda Machinery Co.，Ltd，Weifang，Shandong 262200）

In order to meet requirements of bio-safety disposal towards diseased and died animals，given the factors in the quarantine station for entry animals，such as the small amount of diseased animals，more batches，thorough disinfection effect and high standard in environmental protection，a new equipment for disposing the carcasses of dead animals and garbage was designed and developed. The equipment was designed around several technical elements including crushing the carcasses，processing pressure，processing temperature，processing time and treatment of waste gas. The central temperature of the equipment was over 140 ℃，pressure of which was over 0.4 MPa，time period of cold and vacuum dry was 3～4 h，and the whole process costed 5 h or so. Subsequently，the design parameter and disinfection effect were verifi ed completely. Results showed that the equipment could be used to conduct comprehensive treatment（crushing，randering and vacuum dry）for diseased animal carcasses and garbage，it had advantages of through disinfection，automatic operation，short time when operation and environmental protection，all of which indicated that the equipment was applicable in bio-safety disposal of carcasses and garbage in the animal quarantine station.

animal quarantine station；diseased and dead animal；bio-safety disposal；facility development

S851.23

：A

：1005-944X（2017）05-0035-05

10.3969/j.issn.1005-944X.2017.05.010

國家科技支撐計(jì)劃課題“外來動(dòng)物疫病口岸綜合處置技術(shù)研究與示范”（2013BAD12B06）

李 健