高溫生物降解法在病死畜禽無害化處理上的應(yīng)用探析

張進(jìn)紅，朱利華，康曉曉，王穎，張益

（1.唐山市動物檢疫站 河北唐山 063000；2.唐山市畜牧技術(shù)推廣站 河北唐山 063000）

我國作為畜牧業(yè)大國，其豬、雞、牛、羊等畜禽的養(yǎng)殖數(shù)量和養(yǎng)殖規(guī)模巨大，而在養(yǎng)殖過程中廣大養(yǎng)殖戶面臨的考驗之一就是如何處理畜禽排泄的糞便以及病死畜禽的尸體才能不對環(huán)境、水體、土壤等造成污染。常見的處理病死畜禽的方式包括挖坑深埋、倒油焚燒和高溫生物降解等，其中高溫生物降解由于具有成本較低、殺滅病原微生物、對環(huán)境無污染等優(yōu)勢被廣大養(yǎng)殖戶所接受。但是在使用此技術(shù)時則需要由相對專業(yè)的人員進(jìn)行操作才能保證無害化處理的效果，在處理過程中會受到各種因素的影響，因此為了保證處理效果，正確的操作技術(shù)十分重要。

1 高溫生物降解法的原理

用高溫生物降解法對病死畜禽進(jìn)行無害化處理的原理主要可以分為：酶解自溶、細(xì)菌腐敗以及外源微生物降解。

1）酶解自溶。畜禽死后在體內(nèi)酶的作用下使得細(xì)胞、組織、器官等分解，分解速度的快慢受到溫度、死亡原因等的影響。當(dāng)溫度較高時可以加快病死畜禽尸體的自溶，當(dāng)溫度較低時則減緩了病死畜禽尸體的自溶；有些養(yǎng)殖戶為了能夠保存畜禽尸體較長時間而將其放在冷藏室，其原理就是利用了溫度對尸體自溶的影響。不同死因也會對畜禽尸體的自溶產(chǎn)生影響，若畜禽死于急性病則會由于體內(nèi)的酶在短時間內(nèi)保持活性而快速自溶，若畜禽死于慢性消耗性疾病則會由于體內(nèi)的酶缺乏活性而導(dǎo)致自溶緩慢。

2）細(xì)菌腐敗。體內(nèi)的細(xì)菌會導(dǎo)致畜禽尸體發(fā)生明顯的腐敗現(xiàn)象，則表現(xiàn)為皮膚潰爛、出現(xiàn)血管網(wǎng)，而深層處的肌肉和組織會發(fā)生腫脹，其原因是腐敗菌產(chǎn)生的氣體聚集，隨后開始膨脹、變形，最后直至尸體完全被分解。尸體所保存的環(huán)境溫度也會對腐敗速度產(chǎn)生影響。最適合的腐敗溫度為25～35 ℃，而限制腐敗（腐敗減緩或者停止）的溫度為0～1 ℃或者45～55 ℃。

3）外源微生物降解。這主要是依靠在尸體周圍放置的含碳物質(zhì)的輔料（稻草、稻殼、生物酶、鋸末等）來發(fā)揮作用。這些輔料中存在的微生物會對病死畜禽的尸體發(fā)生礦質(zhì)化、腐殖化和無害化的作用，同時隨著堆積溫度的升高（可達(dá)50～70 ℃）來殺滅病死畜禽尸體中的病原微生物以達(dá)到無害化的效果[1]。

2 高溫生物降解法的流程

2.1 基本設(shè)備

由于高溫生物降解所涉及的工藝流程較多（分切、攪碎、發(fā)酵、殺菌、干燥），故所需的基本設(shè)施較多，在使用過程中需要提前準(zhǔn)備好并進(jìn)行相關(guān)的調(diào)試。

1）降解罐。此設(shè)備是高溫生物降解中最重要的設(shè)備之一，其質(zhì)量的好壞直接影響了降解結(jié)果，一般采用立式的倒錐形的封閉罐體作為病死畜禽尸體的降解罐，使用前一定要檢查罐體的密封性和穩(wěn)定性，檢查加熱、保溫性能的好壞。此降解罐的底部還配有攪拌碾磨刀，也要相應(yīng)的檢查其鋒利程度，確保能夠?qū)⑹w分割。

2）蒸汽過濾系統(tǒng)。此系統(tǒng)的主要作用是將分解發(fā)酵過程中產(chǎn)生的水汽進(jìn)行無害化處理，且處理好的蒸汽在確保無煙、無臭、環(huán)保的情況下能夠自然揮發(fā)，達(dá)到生態(tài)環(huán)保、循環(huán)利用的目的[2]。

2.2 處理流程

根據(jù)高溫生物降解的基本原理，即在密閉空間進(jìn)行殺菌、利用高溫條件進(jìn)行殺毒以及利用微生物進(jìn)行有效降解，將處理流程主要分為以下幾步。

1）病死畜禽尸體的預(yù)處理。對于剛剛死亡的畜禽，為了盡量減少其攜帶病菌的傳播和擴(kuò)散，要迅速將其進(jìn)行冷藏保存，這樣既可以避免腐爛變質(zhì)還能夠進(jìn)行集中處理，合理化地利用資源。

2）高溫降解前的處理。將冷藏的畜禽尸體取出并進(jìn)行稱重，然后再將病死畜禽的尸體通過智能傳輸系統(tǒng)送到降解罐中。

3）加溫處理。由進(jìn)行過專業(yè)培訓(xùn)的人員開啟加溫設(shè)備，保證降解罐中的溫度逐漸升高直至達(dá)到150 ℃以上，并且保證溫度可以持續(xù)3～6 h。這樣操作的目的是能夠使尸體在高溫高壓的環(huán)境中徹底進(jìn)行滅菌。

4）降溫及攪碎。在溫度150 ℃持續(xù)3～6 h 后開始逐漸降溫，直至溫度降至60 ℃左右，然后開啟攪拌破碎裝置以達(dá)到切碎病死畜禽尸體的目的。

5）降解。加入一定量的秸稈和降解菌進(jìn)行降解，秸稈的量一般為畜禽尸體的10%～25%，而常用的降解菌為價格低廉、效果顯著的酵母菌。此降解過程一般可持續(xù)6～8 h，降解結(jié)束后將所得到的產(chǎn)物取出即可。

6）注意事項。對畜禽尸體進(jìn)行高溫生物降解時，為了保證效果一定要稍加注意。首先是降解菌的活化處理，為了減少微生物降解的時間，將選擇的酵母菌使用前在培養(yǎng)皿上進(jìn)行活化處理；然后是降解輔料的選擇，常用的降解輔料除了秸稈外，還可以使用鋸末、米糠、干糞，每個養(yǎng)殖場要根據(jù)所在地區(qū)的實際情況進(jìn)行選擇；最后，為了達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)約的目的，所使用的降解輔料的量要根據(jù)處理尸體的種類確定，若處理的是小動物的尸體，則需要添加的輔料的量為尸體量的15%，若處理的是大動物的尸體，則需要添加的輔料的量為尸體量的25%。此外，使用高溫生物降解法處理畜禽尸體的整套設(shè)備價格較為昂貴，為了延長設(shè)備的使用壽命，一定要將病死畜禽的尸體進(jìn)行徹底的解凍后再進(jìn)行處理。

3 影響處理效果的因素

常見的影響高溫生物降解處理畜禽尸體的因素包括溫度、氧氣、水分、pH、碳氮比值以及所使用的微生物的菌群結(jié)構(gòu)。

1）溫度與氧氣。微生物的生命活動、分解尸體的速度以及殺菌的效果均受到溫度的影響，而對于好氧微生物和厭氧微生物來說，也受到氧氣濃度的影響。在冬季處理畜禽尸體時，降解罐的溫度為22 ℃時其降解速度顯著高于溫度為6 ℃；對于好氧型微生物來說，其降解罐中的氧氣含量在5%～15%之間時微生物的活動較為充分，其降解效果較好。

2）水分和pH。不同水分含量對微生物的代謝產(chǎn)生明顯的影響。當(dāng)水分分別為小于20%、40%～50%、50%～60%、大于70%時，微生物的生命活動分別為基本停止、活性開始下降、微生物分解較好、好氧菌生長緩慢且產(chǎn)生有毒氣體硫化氫等，因此降解罐中較為適宜的水分為50%～60%。過酸過堿的環(huán)境均會抑制微生物的生長，當(dāng)降解罐中pH 為中性或者弱堿性時微生物的活性最高。

3）碳氮比值。在微生物發(fā)酵過程中最重要的營養(yǎng)物質(zhì)就是碳元素和氮元素。當(dāng)發(fā)酵過程中N 的含量過少時就會降低有機(jī)物的分解速度；當(dāng)C 的含量過低時就會在一定程度上抑制微生物的生長。其中微生物發(fā)酵最適宜的C/N 比值為25:1。

4）微生物菌群。選擇的發(fā)酵菌的種類不同其所產(chǎn)生的降解特性也不同，對病死畜禽尸體的處理效果也不同。當(dāng)使用酵母菌（100 g）+沼氣渣（5 000 g）+枯草芽孢桿菌（80 g）三者的混合菌處理時只需要9 d 即可完成分解，而使用酵母菌（100 g）+枯草芽孢桿菌（80 g）兩者的混合菌進(jìn)行處理時則需要14 d 完成分解。

4 應(yīng)用效果探析

4.1 優(yōu)勢

與其他畜禽尸體的處理方法相比，此法具有以下優(yōu)點：①降低處理成本，此法所使用的設(shè)施設(shè)備價格較為合理，且在保養(yǎng)好的條件下使用時間較長；在處理過程中使用的降解酶可以重復(fù)多次利用；②對環(huán)境友好，雖然會產(chǎn)生少量的硫化氫、硫化氮等廢氣，但是可以在較短的時間內(nèi)（10 d）將畜禽的尸體轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，充分利用資源，且?guī)缀鯚o噪聲污染，占地面積較少;③可以有效殺滅病原菌，通過高溫生物降解可以將畜禽體內(nèi)的病原菌徹底殺滅，有效避免疫病的傳播和擴(kuò)散[3]。

4.2 實例

通過對患有高熱綜合征和腸炎病死亡的豬只尸體進(jìn)行焚燒深埋和高溫降解無害化處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)處理的畜禽尸體總量為2.772 t時，使用高溫降解處理的成本為1 279 元，而焚燒深埋的成本為5 712 元，節(jié)約的成本可以達(dá)到4 433 元，折合到每噸畜禽尸體，將場地、輔料、消毒劑、電費/柴油、人工/機(jī)械等成本均考慮在內(nèi)，高溫降解的成本為470 元/t，而深埋焚燒的成本為2 100 元/t；此外，處理后對其病原進(jìn)行檢測（殘渣中的豬瘟病毒、豬藍(lán)耳病以及豬鏈球菌等）發(fā)現(xiàn)均為陰性，說明經(jīng)過高溫生物降解可以很好地處理病死畜禽的尸體，也可有效殺死其攜帶的病原微生物，避免對健康畜禽造成傷害，避免疫病的進(jìn)一步傳播和擴(kuò)散[4]。

5 小結(jié)

科學(xué)合理的處理病死畜禽的尸體是養(yǎng)殖過程中至關(guān)重要的工作之一，而選擇無害化的處理手段也十分重要。高溫生物降解是目前較為環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、有效的處理方式，但由于養(yǎng)殖戶對此了解較少，在一定程度上限制了應(yīng)用。政府和畜禽養(yǎng)殖業(yè)部門應(yīng)該出臺相關(guān)政策并加大宣傳力度，使廣大養(yǎng)殖戶能夠從思想上接受具有成本低廉、環(huán)境友好、處理效果顯著等優(yōu)勢的高溫生物降解技術(shù)，既能預(yù)防一些疫病在養(yǎng)殖場的傳播和擴(kuò)散，又能夠減少養(yǎng)殖場的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。■