病死猪无害化处理效果初探

吴志坚，吴志勇，徐晓云，张磊，余峰

（江西省畜牧技术推广站，江西 南昌 330046）

近年来，我国生猪产业发展较快，养殖数量逐年递增，2014年全国生猪存栏46 583万头，出栏73 510万头[1]；规模养殖比重快速提高，2013年全国出栏500头以上的养殖场超过25.5万个，生猪规模养殖比重达40.8%[2]。生猪养殖数量的扩大必然引起生猪死亡数量的增加，根据资料，我国每年因各类疾病引起的猪死亡率为8%～12%，病死猪携带病原体，若未经无害化处理便任意处置，不仅会造成严重的环境污染，还可能引起重大动物疫情，危害畜牧生产安全，甚至引发严重的公共卫生事件[3]。我国现阶段应用较多的传统病死猪无害化处理方式主要有深埋法、焚烧法和化尸窖法，这三种方法具有操作简单、投入低、运行成本低等优点，但也存在污染环境、占用土地和不可资源化利用等缺点。近年来，我国正在推广堆积发酵法和高温生物降解法处理病死猪技术，这两种方式都具有可以对病死猪进行资源化利用、对环境基本无影响等优点[4，5]，但由于养殖场主对这两种方式接触较少，对这两种方式的技术指标、处理效果、运行成本等还存在一些疑虑，国内相关研究的报道也较少。本研究对堆积发酵法和高温生物降解法处理病死猪进行了试验研究，并对这两种方式的处理效果、运行成本等进行分析比较，为广大养殖场主选择病死猪无害化处理技术工艺提供参考。

1 材料与方法

1.1 病死猪堆积发酵试验

1.1.1 发酵场地。试验在江西省新干县某猪场进行，该场年出栏商品猪5 000头，建有连排病死猪堆积发酵间，设有3个堆积发酵池，每个池宽3m，长4.8m，三面砌墙，墙体水泥抹面，高度2m，地面平整，做防渗处理，上面搭顶棚，防止雨淋日晒，四周有围墙，防止外来动物进入。

1.1.2 操作流程。先在发酵池地面铺一层厚30cm左右的锯末，然后放置一层病死猪（体重大的死猪可以先解剖后再放入，避免尸体胀气撑开覆盖的锯末），尸体距离墙壁25cm以上，猪尸体间保留20～30cm空隙，用锯末填满，再在尸体表面覆盖一层20cm左右的锯末；可随时连续堆放病死猪，在发酵池堆满病死猪后，再在表面盖一层20cm左右的锯末。试验过程中要经常洒水保持堆体湿度，防止表面干燥开裂。

1.1.3 试验数据收集

1.1.3.1 投料情况。每次投放前记录处理的病死猪种类、重量和添加锯末的重量。

1.1.3.2 发酵温度。将长针式温度计插入堆体40cm左右，记录100d内堆肥发酵温度。

1.1.3.3 病原微生物检测。在堆积发酵结束时，分别采取堆体表面、30cm深处、60cm深处和90cm深处的堆料（含降解组织）送江西农业大学相关实验室进行病原微生物检测。

1.2 病死猪高温生物降解试验

1.2.1 试验设备。试验在江西省新建县某种猪场进行，该场存栏生产母猪800头，年出栏生猪16 000头，该场购置了北京某公司研制的病死猪高温生物降解无害化处理设备，该设备每批次可处理病死猪150 kg。

1.2.2 试验设计。把病死猪按大小分成A、B、C三组，A组为小猪组（30kg以下）；B组为中猪组（30～60kg），C组为大猪组（60kg以上），每组收集病死猪250kg左右，分二批进行处理，按设备的操作流程操作，按病死猪体重添加25%的锯末、0.1%的发酵菌剂。

1.2.3 试验数据收集

1.2.3.1 试验记录。详细记录A、B、C三组每批次病死猪处理的病死猪重量、投料情况、开始时间、结束时间、出料数量、处理效果和用电量等数据。

1.2.3.2 病原微生物检测。分别对A、B、C三组两个批次病死猪处理后的产物采样，送江西农业大学相关实验室进行病原微生物检测。

1.2.3.3 有机肥检测。分别对A、B、C三组两个批次病死猪处理后的产物采样，送江西省分析测试中心做有机肥及重金属相关项目检测。

2 结果

2.1 堆积发酵处理病死猪结果

2.1.1 投料情况。本次试验共处理病死猪2 488kg，添加锯末1 719kg，占病死猪体重的69.09%，不添加发酵菌剂，详见表1。

表1 处理病死猪的投料情况表kg

2.1.2 温度变化。堆体内部温度变化情况：6d温度达到50℃，7d温度达到55℃以上，一直到70d温度仍在50℃以上，见图1。

图1 堆体内部温度变化图

2.1.3 病原微生物检测结果。在试验180d时，分别采集样品做病原微生物检测，经病原基因检测，未检测到猪瘟、蓝耳病、圆环病毒、伪狂犬病等病原微生物，结果见表2；经细菌分离培养和PCR测序和序列分析，均未分离到病原菌，详见表3。

表2 病原基因检测结果

表3 细菌分离培养和PCR测序分析结果

2.2 高温生物降解处理病死猪结果

2.2.1 投料及产出情况。本次试验分6批共处理病死猪653.5kg，添加锯末148.1kg，产出有机肥537.8kg，详见表4；有机肥产出比例在投料总量（病死猪+锯末）的58%～78%之间，平均为66.71±2.78%，小猪组、中猪组和大猪组分别为64.02±5.85%、71.36±6.30%、64.76±3.01%，中猪组明显高于小猪组和大猪组，详见表5；从图2分析发现，有机肥产出比例和锯末添加比例没有明显相关性。

表4 病死猪投料及产出情况表

表5 不同组别病死猪投料及产出情况表

图2 锯末添加比例和出料比例变化图

图3 用电量和投料重量变化图

2.2.2 用电情况。本次试验共进行6批，处理病死猪653.5 kg，用电417kW·h，平均每批处理病死猪108.92kg，用电 69.5kW·h，详见表 6；理论上用电量和投料重量应该正相关，但试验表现不明显，见图3，分析可能是受病死猪解冻程度、设备初始温度、环境温度、运行模式和冷却方式等影响。

表6 处理病死猪用电明细kg，kw·h

表7 病原基因检测结果

表8 细菌分离培养和PCR测序分析结果

2.2.3病原微生物检测结果。在每批次处理完毕时，分别采集样品做病原微生物检测，经病原基因检测，未检测到猪瘟、蓝耳病、乙脑病毒、细小病毒、伪狂犬病等病原微生物，结果见表7；经细菌分离培养和PCR测序和序列分析，均未分离到病原菌，详见表8。

2.2.4 出料有机肥及和重金属检测结果

在每批次处理完毕时，采集样品按照有机肥料标准NY525-2012做相关项目检测，出料的有机质、总养分含量（以干基计）分别为107.4±3.3%、6.26±0.83%，水分含量为45.23±0.71%，详见表 9；重金属砷、汞、铬、镉、铅含量分别为 0.28±0.07、0.007±0.002、6.01±1.94、0.037±0.012、1.15±0.13 mg/kg，铜、锌含量分别为 10.61±1.89、67.27±15.60mg/kg，详见表 10。

表9 出料有机肥检测结果%

表10 出料重金属含量检测结果mg/kg

3 讨论

3.1 堆积发酵处理效果分析

试验表明：采用不添加发酵菌剂利用锯末作碳源堆积发酵处理病死猪，经过180d左右可以将病死猪发酵降解（仅剩少量骨头），经采样检测猪瘟、蓝耳病、圆环病毒、伪狂犬病等均为阴性，也未分离到病原菌，发酵过程中持续70d的50℃以上的高温完全能将堆体中的病原微生物杀灭。Guan等[6]通过实反转录PCR法来研究口蹄疫病毒感染的猪尸堆肥对病毒的灭活效果，堆肥温度分别在第10d和第19d达到50℃和70℃，样本中的口蹄疫病毒在堆肥10d后失去活性，21d后被完全降解。病死猪堆积发酵技术操作简单、臭味小、不污染环境而且出料可以资源化利用，处理病死猪安全、彻底，能够满足各种规模猪场的需求。

本试验是利用自然环境中的土著菌发酵，且该发酵池为第一次使用，中间不翻堆，故需要堆积发酵的时间较长。据资料介绍，垫料中的碳氮比是影响微生物良好发酵的重要因素之一，新垫料由于未引进做为氮源的病死猪尸体，因此初始发酵速度较慢，添加部分利用过的垫料可以增加氮源，使发酵速度加快，但碳氮比减少到一定程度又会抑制发酵[7～9]；建议在以后的堆积发酵处理病死猪时，在锯末中添加30%～50%以前用过的发酵出料，既可提高锯末的利用效率，又可以提升发酵效率，缩短发酵时间，提高发酵池的使用效率。

3.2 高温生物降解处理效果分析

试验表明：本试验使用的病死猪高温生物降解设备处理病死猪效果良好，处理过程中持续保持140℃的高温3～4h，可以将病死猪的病原微生物彻底杀灭，经病原微生物检测猪瘟、蓝耳病、乙脑病毒、细小病毒、伪狂犬病等均为阴性，也未分离到病原菌；出料外观均匀，有少量碎骨，无臭味，经检测其有机质、总养分含量远远高于有机肥标准NY525-2012，重金属含量也符合标准，只有水分含量较高，经干燥处理后即完全符合商品有机肥标准NY525-2012。

不同大小病死猪的分组试验结果表明：本试验使用的设备处理大、中、小不同个体的病死猪在处理时间、杀灭病原微生物出料感观和出料的有机质、总养分、水分、重金属含量等方面均无显著差异。数据详见表11和表12。

表11 不同组别出料有机肥检测结果%

表12 不同组别出料重金属含量检测结果mg/kg

3.3 成本效益分析

以处理1 000kg病死猪为例，分别测算堆积发酵和高温生物降解两种处理方法的运行成本和效益。堆积发酵法锯末用量为病死猪的70%，在实际操作中可以添加30%～50%左右的以前用过的发酵出料，高温生物降解法锯末用量为病死猪的25%，锯末价格为1元/kg，高温生物降解需分成8批处理，每批用电70kW·h，电价为0.6元/kW·h，发酵剂价格80元/kg。堆积发酵产物虽可用于农田施肥，但由于锯末添加比例大肥效较低、经济价值不高，只能充抵清理运输费用，故不计其效益；高温生物降解产物经检测肥效较高，是做有机肥的上好原料，市场价在500元/t左右。经测算堆积发酵法的运行成本为420元/t，高温生物降解法的最终成本为248元/t，详见表13。

表13 不同方法处理1 000kg病死猪成本效益测算kg，元，kw·h

在试验中还发现一个现象，当做到A2组试验时，刚好锯末用完，只添加了16.45%的锯末（厂家推荐添加量为25%），但对病死猪的处理效果没有明显影响，各项指标和其他组无明显差异。本组试验说明：在实际操作中可以适当降低锯末的添加量，可考虑只添加15%～20%的锯末，这样可以在不影响处理效果的同时增加每批次的处理量，节省锯末成本（每处理1 000kg病死猪可以节省锯末50～100kg，节省成本50～100元）。

3.4 结论与建议

研究表明：堆积发酵法和高温生物降解法处理病死猪效果良好，操作简单，成本较低，安全环保，处理产物可以资源化循环利用，对各种规模的养殖场都适用。

3.4.1 堆积发酵法。堆积发酵法的前期建设成本较低，一个万头猪场需要150m3的发酵池，建设成本5万元左右，处理1 000kg病死猪的运行成本（不含人工）在420元左右，但该技术不能处理因重大动物疫病及人畜共患病死亡的动物尸体和相关动物产品[10]，建议小规模猪场采用。

3.4.2 高温生物降解法。高温生物降解法前期投入较大，一套处理150kg病死猪（最大处理量为162t/年）的设备加厂房共需投入30万元左右，处理1 000kg病死猪的运行成本（不含人工）约600元，产有机肥收入约400元，只需支出200元左右，且此方法属于化制法的一种，可以处理因重大动物疫病及人畜共患病死亡的动物尸体和相关动物产品[10]，建议在大规模猪场和区域病死畜禽无害化处理中心应用。

[1]国家统计局.2014年国民经济和社会发展统计公报.国家统计局官网，2015-2-26.

[2]农业部畜牧业司.发展生猪标准化规模养殖成效显著.中华人民共和国农业部官网，2014-7-29.

[3]李志，杨军香.病死畜禽无害化处理主推技术[M].北京：中国农业科学技术出版社，2013.

[4]许建华，吴秋玉，郑远鹏，等.泉州市发酵法无害化处理病死猪技术研究[J].福建畜牧兽医.2015（2）：12～15.

[5]周开锋.病死猪无害化处理技术浅析[J].猪业观察.2014（2）：87～93.

[6]Guan J，Chan M，Grenier C，et al.Degradation of food-andmouth disease virus during composting of infected pig carcasses[J].Canadian Journal of Veterinary Research，2010，74(1)：40～44.

[7]焦洪超，王合亮，林海.高温腐熟堆制处理病死猪尸体的效果评价研究[C].中国畜牧兽医学会家畜生态学分会学术研讨会论文集.2014.

[8]Mathur S P.Composting processes[A].In：Martin A M ed.Bioconversion of Waste Materials to Industrial Products[C].New York:Elsevier，1991：147～186.

[9]王岩.养殖业固体废弃物快速堆肥化处理[M].北京：化学工业出版社，2005.

[10]中华人民共和国农业部.病死动物无害化处理技术规范[S]，2013-10-15.