动物无害化高温灭菌脱水处理技术

黄剑

摘 要：动物发生死亡时，如不及时将病死动物尸体、制品及污染物、排泄物等进行无害化处理，各类病毒易进入外环境，进而导致禽流感、口蹄疫等重大人畜共患病发生流行，此外，病死畜禽也易为部分黑心商户利用，制作成肉制品流入市场，流向餐桌，给人民群众身体健康和养殖业的健康发展带来严重威胁，造成社会公共安全隐患。动物尸体无害化高温灭菌脱水处理技术不仅有利于解决动物疫病防范，肉食品质量安全的问题，而且有利于解决城乡环境污染等问题，对进一步深化全市生态环境综合整治、促进经济社会可持续发展，具有重大的实际意义。经多方论证，动物无害化高温灭菌脱水处理技术是目前最先进、最可行的动物无害化处理技术。

关键词：无害化；高温；灭菌；脱水；处理技术

中图分类号：S851.2 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161233100

1 技术方案选择

动物尸体无害化处理在欧美发达国家是一项历史悠久、工艺成熟、体系规范完善的产业。我国对动物尸体的规范化、现代化处理起步迟，相关规范和技术体系尚未成熟，大部分地区对动物尸体的处理还比较落后，因此对于动物尸体处理工艺的选择应在满足国内相关技术规范前提下，充分参照其他先进国家的经验。

目前，国内外对动物尸体的处理工艺主要有掩埋、焚烧、堆肥、蒸煮、高温灭菌脱水工艺，还有作宠物饲料等其他处理方法。

1.1 掩埋

掩埋是最为传统的死禽畜处理方法，根据国家《病害动物和病害动物产品生物安全处理规程》要求，掩埋处理要求：掩埋地应远离学校、公共场所、居民住宅区、村庄、动物饲养和屠宰场所、饮用水源地、河流等地区。掩埋操作要求：掩埋前应对需掩埋的死禽畜尸体实施焚烧处理；掩埋坑底铺 2cm 厚生石灰；掩埋后需将掩埋土夯实。

1.2 焚烧

焚烧法分为直接焚烧法与炭化焚烧法。直接焚烧将动物尸体及相关动物产品或破碎产物，投至焚烧炉本体燃烧室，经充分氧化、热解，产生的高温烟气进入二燃室继续燃烧，产生的炉渣经出渣机排出。燃烧室温度应≥850℃。二燃室出口烟气经余热利用系统、烟气净化系统处理后达标排放。焚烧炉渣与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、贮存和运输。焚烧炉渣按一般固体废物处理，焚烧飞灰和其他尾气净化装置收集的固体废物如属于危险废物，则按危险废物处理。直接焚烧法由于动物尸体含水率较高，焚烧时须加入大量油料作为助燃料剂，并且在焚烧过程中产生大量尾气需要处理，因此其处理成本较高。

炭化焚烧法将动物尸体及相关动物产品投至热解炭化室，在无氧情况下经充分热解，产生的热解烟气进入燃烧（二燃）室继续燃烧，产生的固体炭化物残渣经热解炭化室排出。热解温度应≥600℃，燃烧（二燃）室温度≥1100℃，焚烧后烟气在 1100℃以上停留时间≥2s。烟气经过热解炭化室热能回收后，降至 600℃左右进入排烟管道。烟气经过湿式冷却塔进行“急冷”和“脱酸”后进入活性炭吸附和除尘器，最后达标后排放。炭化焚烧法可能会产生二噁英，尾气处理的难度比较大，成本比较高。

1.3 堆肥

动物尸体堆肥是将动物尸体层层堆积起来，添加必要的辅料，通过微生物的厌氧发酵作用，分解动物尸体并最终制成肥料。发酵堆体结构形式主要分为条垛式和发酵池式， 处理前，在指定场地或发酵池底铺设 20cm 厚辅料。辅料上平铺动物尸体或相关动物产品，厚度≤20cm。覆盖 20cm 辅料，确保动物尸体或相关动物产品全部被覆盖。堆体厚度随需处理动物尸体和相关动物产品数量而定，一般控制在2～3m。堆肥发酵堆内部温度≥54℃，一周后翻堆，3周后完成。辅料为稻糠、木屑、秸杆、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剂预发酵后产物。

1.4 蒸煮

死禽畜蒸煮工艺原理是将动物尸体整体或破碎产物由人工或传送带卸料至立式蒸煮釜内，利用高温蒸汽对物料进行直接蒸煮加热，通过高温完成灭菌过程。灭菌完成后，物料仍在蒸煮釜内高压环境下停留一段时間进行保温，而后打开蒸煮釜底部卸料阀排出物料，进行初次固液分离，物料送入烘干系统；液体部分送入油水分离系统处理。蒸煮工艺是传统的死禽畜处理工艺，适用于零散、小规模的动物尸体处理。

1.5 高温灭菌脱水

高温灭菌脱水工艺是目前主流的死禽畜处理工艺，其工艺原理是将死禽畜进行破碎后通过管道输送进入密闭式的卧式反应釜内，通过高温蒸汽间接加热产生高温高压反应条件，完成对物料灭菌同时将动物尸体内水分蒸发实现物料脱水。灭菌脱水后物料随即采用压榨方式进行提油，剩余的残渣成为高蛋白肉骨粉。

该法的优点：处理过程实现全密封，杜绝了跑冒滴漏和人员与物料的直接接触，安全性和卫生条件较好；灭菌效果好。反应釜内处理物中心温度≥140℃，压力≥0.5MPa（绝对压力），时间≥4h（具体处理时间随需处理动物尸体及相关动物产品或破碎产物种类和体积大小而设定），各种病毒、病菌被彻底杀灭；适应于大规模处理要求。缺点是蒸汽用量比较大。

1.6 其他处理方法

宠物饲料，每头动物尸体都应经严格检查，并获得批准后，才可用于生产宠物饲料，生产设施及设备应符合动物健康委员会的规定；喂养动物（仅利用毛、皮的非食用动物）动物饲养场必须获得批准后，才可使用动物尸体喂养动物。动物饲养场所有的动物仅利用其毛皮，不可进入与人类相关的食物链。动物饲养场必须承担由于采用动物尸体喂养动物而引起传染病传播所造成的损失；粉碎后混入化粪池，仅适用于某些经授权的研究机构；乳酸发酵 腐烂程度较低的动物尸体与其它碳水化合物，进行乳酸发酵生产饲料。

各工艺的优缺点比较如下：掩埋和堆肥法由于处理工艺落后，灭菌效果不彻底，占地面积大；焚烧法处理运行成本高，会产生大量难处理的尾气，资源化程度低；高温灭菌脱水工艺在技术可行性、先进性及运行维护便利性方面均明显蒸煮工艺。

2 高温灭菌脱水工艺流程

动物尸体无害化处理的对象为：主要为生猪、死禽等体型较小的死亡动物，兼顾处理屠宰环节产生的废弃物、有关职能部门没收的病害或变质的畜牧肉类产品。

动物尸体卫生处理大致分为3个工段：前处理工段、主处理工段、残余物料处理工段及配套的废水臭气处理设施。

2.1 前处理工段

前处理工段主要包括：动物尸体的冷藏、进料、破碎及输送。动物尸体（大部分为死猪）经计量后，倾倒进料仓内。进料仓内接收的死禽畜物料经其下方安装的可输送大型物料的螺旋输送机输送至动物尸体专用破碎机，以将动物尸体破碎为粒径≤50mm 的颗粒物料，破碎机处理能力为 15～20t/h（注：在破碎机进料口前安装有摄像头进行 24h监控，防止非动物尸体进入破碎机）。破碎后的物料落入螺旋输送机，输送至动物尸体专用输料泵。输料泵采用进口的成熟泵送机构，能将动物尸体、血液、油脂、腐败物等各种物料泵送灭菌脱水反应釜（输料泵输送能力为 15～20t/h，扬程 150～200m）。

2.2 主处理工段

选用进口大型灭菌脱水反应釜，单釜批处理能力7t，处理时间5h。物料由前处理车间泵送进入反应釜内，各反应釜按序批运行模式，單独进料，启动处理程序，完成处理后，单独排料。物料在灭菌反应釜内进行高温、高压灭菌操作，然后在真空泵站的负压下对物料进行脱水处理，一般配置 2 套灭菌脱水反应釜。物料在灭菌反应釜内完成脱水后，排料进入 1#缓存仓，进行预过滤，预过滤后的油脂流到加热罐；渣经螺旋输送榨油机，榨油机榨油后的渣进入滚筒式风冷机，油脂流到加热罐；渣经冷却后进入2#缓存仓，再进入锤式粉碎机粉碎，粉碎过程中通过旋风、布袋除尘器捕捉粉尘。加热罐的油脂升温后泵至卧螺脱水机，脱水后的渣回到1#缓存仓，油脂进入中间储油罐，最后汇至大储油罐。

2.3 残余物料处理工段

经冷却后的残余物料，先破碎后进入自动包装机，打包，堆码存放。

2.4 废水、臭气处理设施

高温灭菌脱水反应釜排出来的污蒸汽经过换热器冷却变成废水排放，同时真空泵站也会有部分废水排放，这些废水再与冲洗地面、设备的废水一起排入废水处理站进行处高温灭菌脱水反应釜排出来的污蒸汽经过换热器冷却后的不冷凝气体经过真空泵站抽出来进入臭气处理系统处理。

3 资源化产品

动物尸体经过灭菌脱水反应、油脂压榨等工序后主要的副产品为油脂和残渣。根据经验，1t的物料回收动物油脂约0.1t、残渣约0.33t。具体的产品量由物料衡计算确定。

油脂为动物尸体中含有的动物油，经过高温高压反应，固体脂肪分解成液态的油脂，经后续的压榨把油分离出来，再经提纯后得到产品油脂，油脂的含水率约为3%，含油率约为97%，是一种非常好的原料。

残渣为动物尸体经过高温高压反应，再经过压榨后得到残余物，主要成分为蛋白质、骨粉、纤维和脂肪，所以又称肉骨粉，残渣的含水率约为10%，含固率约为90%。

油脂的用途 动物尸体无害化处理产生的油脂为动物油，这些油脂产于病害动物，虽经过了高温灭菌处理，不存在生物病菌，但可能存在化学毒素，绝不能回流食物链。为了防止油脂回流至餐桌， 必须将油脂转化为工业产品，杜绝回流食物链的可能。油脂的工业用途很广泛，常见有：制取工业油酸、硬脂酸和工业油脂，广泛用于纺织、食品、医药、日用化工、石油化工、橡塑、采矿、交通运输、铸造、金属加工、油墨、涂料等各种行业； 制取洗衣粉：动物油脂其主要成分是三脂肪酸甘油酯，它用碱皂化可以生成甘油 及洗涤用的表面活性剂碱皂（如钠皂、钾皂等）。油脂制备生物柴油：油脂是生物柴油的主要生产原料，我国目前一般采用2步法生产工艺将油脂转化为生物柴油。用油脂制备选矿药剂：脂肪酸是铁矿、萤石矿、磷灰石矿等普遍使用的选矿捕收剂。目前在利用废弃原料制取矿物脂肪酸类捕收剂的研究中， 利用的原料主要有炼制植物油、酸化油生产过程中抛弃的油脚料或中间产物， 而利用油脂制备脂肪酸类捕收剂尚不多见。如果能利用其进行脂肪酸类捕收剂的制备， 可以实现污染减少和综合利用的双重效果。