高温生物降解法在病死畜禽无害化处理上的应用探析

张进红，朱利华，康晓晓，王颖，张益

（1.唐山市动物检疫站 河北唐山 063000；2.唐山市畜牧技术推广站 河北唐山 063000）

我国作为畜牧业大国，其猪、鸡、牛、羊等畜禽的养殖数量和养殖规模巨大，而在养殖过程中广大养殖户面临的考验之一就是如何处理畜禽排泄的粪便以及病死畜禽的尸体才能不对环境、水体、土壤等造成污染。常见的处理病死畜禽的方式包括挖坑深埋、倒油焚烧和高温生物降解等，其中高温生物降解由于具有成本较低、杀灭病原微生物、对环境无污染等优势被广大养殖户所接受。但是在使用此技术时则需要由相对专业的人员进行操作才能保证无害化处理的效果，在处理过程中会受到各种因素的影响，因此为了保证处理效果，正确的操作技术十分重要。

1 高温生物降解法的原理

用高温生物降解法对病死畜禽进行无害化处理的原理主要可以分为：酶解自溶、细菌腐败以及外源微生物降解。

1）酶解自溶。畜禽死后在体内酶的作用下使得细胞、组织、器官等分解，分解速度的快慢受到温度、死亡原因等的影响。当温度较高时可以加快病死畜禽尸体的自溶，当温度较低时则减缓了病死畜禽尸体的自溶；有些养殖户为了能够保存畜禽尸体较长时间而将其放在冷藏室，其原理就是利用了温度对尸体自溶的影响。不同死因也会对畜禽尸体的自溶产生影响，若畜禽死于急性病则会由于体内的酶在短时间内保持活性而快速自溶，若畜禽死于慢性消耗性疾病则会由于体内的酶缺乏活性而导致自溶缓慢。

2）细菌腐败。体内的细菌会导致畜禽尸体发生明显的腐败现象，则表现为皮肤溃烂、出现血管网，而深层处的肌肉和组织会发生肿胀，其原因是腐败菌产生的气体聚集，随后开始膨胀、变形，最后直至尸体完全被分解。尸体所保存的环境温度也会对腐败速度产生影响。最适合的腐败温度为25～35 ℃，而限制腐败（腐败减缓或者停止）的温度为0～1 ℃或者45～55 ℃。

3）外源微生物降解。这主要是依靠在尸体周围放置的含碳物质的辅料（稻草、稻壳、生物酶、锯末等）来发挥作用。这些辅料中存在的微生物会对病死畜禽的尸体发生矿质化、腐殖化和无害化的作用，同时随着堆积温度的升高（可达50～70 ℃）来杀灭病死畜禽尸体中的病原微生物以达到无害化的效果[1]。

2 高温生物降解法的流程

2.1 基本设备

由于高温生物降解所涉及的工艺流程较多（分切、搅碎、发酵、杀菌、干燥），故所需的基本设施较多，在使用过程中需要提前准备好并进行相关的调试。

1）降解罐。此设备是高温生物降解中最重要的设备之一，其质量的好坏直接影响了降解结果，一般采用立式的倒锥形的封闭罐体作为病死畜禽尸体的降解罐，使用前一定要检查罐体的密封性和稳定性，检查加热、保温性能的好坏。此降解罐的底部还配有搅拌碾磨刀，也要相应的检查其锋利程度，确保能够将尸体分割。

2）蒸汽过滤系统。此系统的主要作用是将分解发酵过程中产生的水汽进行无害化处理，且处理好的蒸汽在确保无烟、无臭、环保的情况下能够自然挥发，达到生态环保、循环利用的目的[2]。

2.2 处理流程

根据高温生物降解的基本原理，即在密闭空间进行杀菌、利用高温条件进行杀毒以及利用微生物进行有效降解，将处理流程主要分为以下几步。

1）病死畜禽尸体的预处理。对于刚刚死亡的畜禽，为了尽量减少其携带病菌的传播和扩散，要迅速将其进行冷藏保存，这样既可以避免腐烂变质还能够进行集中处理，合理化地利用资源。

2）高温降解前的处理。将冷藏的畜禽尸体取出并进行称重，然后再将病死畜禽的尸体通过智能传输系统送到降解罐中。

3）加温处理。由进行过专业培训的人员开启加温设备，保证降解罐中的温度逐渐升高直至达到150 ℃以上，并且保证温度可以持续3～6 h。这样操作的目的是能够使尸体在高温高压的环境中彻底进行灭菌。

4）降温及搅碎。在温度150 ℃持续3～6 h 后开始逐渐降温，直至温度降至60 ℃左右，然后开启搅拌破碎装置以达到切碎病死畜禽尸体的目的。

5）降解。加入一定量的秸秆和降解菌进行降解，秸秆的量一般为畜禽尸体的10%～25%，而常用的降解菌为价格低廉、效果显著的酵母菌。此降解过程一般可持续6～8 h，降解结束后将所得到的产物取出即可。

6）注意事项。对畜禽尸体进行高温生物降解时，为了保证效果一定要稍加注意。首先是降解菌的活化处理，为了减少微生物降解的时间，将选择的酵母菌使用前在培养皿上进行活化处理；然后是降解辅料的选择，常用的降解辅料除了秸秆外，还可以使用锯末、米糠、干粪，每个养殖场要根据所在地区的实际情况进行选择；最后，为了达到经济节约的目的，所使用的降解辅料的量要根据处理尸体的种类确定，若处理的是小动物的尸体，则需要添加的辅料的量为尸体量的15%，若处理的是大动物的尸体，则需要添加的辅料的量为尸体量的25%。此外，使用高温生物降解法处理畜禽尸体的整套设备价格较为昂贵，为了延长设备的使用寿命，一定要将病死畜禽的尸体进行彻底的解冻后再进行处理。

3 影响处理效果的因素

常见的影响高温生物降解处理畜禽尸体的因素包括温度、氧气、水分、pH、碳氮比值以及所使用的微生物的菌群结构。

1）温度与氧气。微生物的生命活动、分解尸体的速度以及杀菌的效果均受到温度的影响，而对于好氧微生物和厌氧微生物来说，也受到氧气浓度的影响。在冬季处理畜禽尸体时，降解罐的温度为22 ℃时其降解速度显著高于温度为6 ℃；对于好氧型微生物来说，其降解罐中的氧气含量在5%～15%之间时微生物的活动较为充分，其降解效果较好。

2）水分和pH。不同水分含量对微生物的代谢产生明显的影响。当水分分别为小于20%、40%～50%、50%～60%、大于70%时，微生物的生命活动分别为基本停止、活性开始下降、微生物分解较好、好氧菌生长缓慢且产生有毒气体硫化氢等，因此降解罐中较为适宜的水分为50%～60%。过酸过碱的环境均会抑制微生物的生长，当降解罐中pH 为中性或者弱碱性时微生物的活性最高。

3）碳氮比值。在微生物发酵过程中最重要的营养物质就是碳元素和氮元素。当发酵过程中N 的含量过少时就会降低有机物的分解速度；当C 的含量过低时就会在一定程度上抑制微生物的生长。其中微生物发酵最适宜的C/N 比值为25:1。

4）微生物菌群。选择的发酵菌的种类不同其所产生的降解特性也不同，对病死畜禽尸体的处理效果也不同。当使用酵母菌（100 g）+沼气渣（5 000 g）+枯草芽孢杆菌（80 g）三者的混合菌处理时只需要9 d 即可完成分解，而使用酵母菌（100 g）+枯草芽孢杆菌（80 g）两者的混合菌进行处理时则需要14 d 完成分解。

4 应用效果探析

4.1 优势

与其他畜禽尸体的处理方法相比，此法具有以下优点：①降低处理成本，此法所使用的设施设备价格较为合理，且在保养好的条件下使用时间较长；在处理过程中使用的降解酶可以重复多次利用；②对环境友好，虽然会产生少量的硫化氢、硫化氮等废气，但是可以在较短的时间内（10 d）将畜禽的尸体转化为有机肥，充分利用资源，且几乎无噪声污染，占地面积较少;③可以有效杀灭病原菌，通过高温生物降解可以将畜禽体内的病原菌彻底杀灭，有效避免疫病的传播和扩散[3]。

4.2 实例

通过对患有高热综合征和肠炎病死亡的猪只尸体进行焚烧深埋和高温降解无害化处理，发现当处理的畜禽尸体总量为2.772 t时，使用高温降解处理的成本为1 279 元，而焚烧深埋的成本为5 712 元，节约的成本可以达到4 433 元，折合到每吨畜禽尸体，将场地、辅料、消毒剂、电费/柴油、人工/机械等成本均考虑在内，高温降解的成本为470 元/t，而深埋焚烧的成本为2 100 元/t；此外，处理后对其病原进行检测（残渣中的猪瘟病毒、猪蓝耳病以及猪链球菌等）发现均为阴性，说明经过高温生物降解可以很好地处理病死畜禽的尸体，也可有效杀死其携带的病原微生物，避免对健康畜禽造成伤害，避免疫病的进一步传播和扩散[4]。

5 小结

科学合理的处理病死畜禽的尸体是养殖过程中至关重要的工作之一，而选择无害化的处理手段也十分重要。高温生物降解是目前较为环保、经济、有效的处理方式，但由于养殖户对此了解较少，在一定程度上限制了应用。政府和畜禽养殖业部门应该出台相关政策并加大宣传力度，使广大养殖户能够从思想上接受具有成本低廉、环境友好、处理效果显著等优势的高温生物降解技术，既能预防一些疫病在养殖场的传播和扩散，又能够减少养殖场的成本，提高经济效益，促进畜禽养殖业的健康、可持续发展。■