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  1. 優(yōu)秀論文選一病死畜禽無害化處理技術(shù)


    發(fā)布時間:

    2019-10-30

    簡要介紹了填埋、焚燒、化制、堆肥等國內(nèi)外主要死畜禽無害化處理技術(shù)的特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上,提出了生物質(zhì)碳化技術(shù)自動化處理死畜禽是保障養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展,實(shí)現(xiàn)死畜禽無害化、資源化的重要途徑。

    杜克庸1,趙改菊2,尹鳳交2
    (1杭州錢江干燥設(shè)備有限公司,浙江 杭州 310021;2 山東天力干燥股份有限公司山東濟(jì)南250103)
    摘要:簡要介紹了填埋、焚燒、化制、堆肥等國內(nèi)外主要死畜禽無害化處理技術(shù)的特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上,提出了生物質(zhì)碳化技術(shù)自動化處理死畜禽是保障養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展,實(shí)現(xiàn)死畜禽無害化、資源化的重要途徑。
    關(guān)鍵詞:病死畜禽;無害化處理;生物質(zhì)碳化自動化處理技術(shù)
    Innocent Treatment Technologies of Dead Animal
    DU Ke-yong
    (Hangzhou qianjiang drying equipment co., LTD, Hangzhou, 310021, China)
    ZHAO Gai-ju  YIN Feng-jiao
    (Shandong tianli drying co., LTD, Jinan 250103, China)
    Abstract:This paper briefly introduced the characteristics of main technologies dead animal treatment including burial,incineration,rendering,composting,, etc..On this basis, automation processing dead Animal technology of biomass carbonization was put forward,which is the crucial avenue for non-hazardous and reutilization,to ensure the healthy development of animal husbandry.
    Key word:dead Animal treatment; innocent treatment; automation processing technology of biomass carbonization
    0引言
      我國是畜禽養(yǎng)殖大國,養(yǎng)殖規(guī)模居世界前列,養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)成為我國畜牧業(yè)的主體和重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。隨著養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展,控制畜禽死亡率已是養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。但養(yǎng)殖過程中動物因環(huán)境的適應(yīng)性以及疾病等問題死亡是客觀存在和不可避免的,按正常的3%死亡比例,以萬頭豬場為例,則每年有300頭左右的病死生豬,如遇重大疫情可能就更多。死畜禽多數(shù)是因患了某種傳染病而死亡的,其中有一些是人畜共患的傳染病,如炭疽、結(jié)核、狂犬病等,如食用這些病死的畜禽肉,人就容易被傳染上這些疾病,這對人的身體健康危害極大。有些畜禽雖然不是因?yàn)閭魅静《溃劳鲋?,體內(nèi)的沙門氏菌、大腸桿菌、變形桿菌等,就會大量繁殖并迅速散播到畜禽的肌肉里,有的細(xì)菌還能產(chǎn)生腸毒素,人若食用這種畜禽的肉,就會發(fā)生食物中毒甚至造成死亡[2~4]。
      病死畜禽的危害及無害化處理問題已引起政府和社會各界的高度關(guān)注,農(nóng)業(yè)部于2005年10月21日頒布了《病死及死因不明動物處置辦法(試行)》,以法規(guī)形式進(jìn)一步規(guī)范了病死動物尸體處理。2006年又出臺了GB/T16548-2006《病害動物和病害動物產(chǎn)品安全處理規(guī)程國家標(biāo)準(zhǔn)》,2014年11月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于建立病死畜禽無害化處理機(jī)制的意見》(以下簡稱《意見》),部署全面推進(jìn)病死畜禽無害化處理,保障食品安全和生態(tài)環(huán)境安全。促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展。因此,對于病死或者死因不明的畜禽及其屠宰廢棄物,科學(xué)地對其進(jìn)行無害化的處理,成了當(dāng)前疫病防控工作中亟待解決的問題。
    1國內(nèi)外主要死畜禽無害化處理技術(shù)
      現(xiàn)階段,在病死畜禽無害化處理中,應(yīng)用較多、較成熟的技術(shù)主要包括深埋法、焚燒法、堆肥法、化尸窖處理法、化制法、生物降解法等處理方法。
    1.1深埋[5-8]
      深埋法是指通過用掩埋的方法將病死畜禽尸體及產(chǎn)品等相關(guān)物品進(jìn)行處理,利用土壤的自凈作用使其無害化。具體操作過程主要包括裝運(yùn)、掩埋點(diǎn)的選址、坑體、挖掘、掩埋。深埋法是處理畜禽病害肉尸的一種常用、可靠、簡便易行的方法。深埋法比較簡單、費(fèi)用低,且不易產(chǎn)生氣味,但因其無害化過程緩慢,某些病原微生物能長期生存,如果做不好防滲工作,有可能污染土壤或地下水。另外,本法不適用于患有炭疽等芽孢桿菌類疫病,以及牛海綿狀腦病、癢病的染疫動物及產(chǎn)品、組織的處理。在發(fā)生疫情時,為迅速控制與撲滅疫情,防止疫情傳播擴(kuò)散,或一次性處理病死動物數(shù)量較大,最好采用深埋的方法。
    1.2 焚燒[9-12]
      焚燒法,是指將病死的畜禽堆放在足夠的燃料物上或放在焚燒爐中,確保獲得最大的燃燒火焰,在最短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)畜禽尸體完全燃燒碳化,達(dá)到無害化的目的。并盡量減少新的污染物質(zhì)產(chǎn)生,避免造成二次污染。工藝流程主要包括焚燒、排放物(煙氣、粉塵)、污水等處理。焚化可采用的方法有:柴堆火化、焚化爐和焚燒窖(坑)等。焚燒法處理病死畜禽安全徹底,病原被徹底殺滅,僅有少量灰燼,減量化效果明顯。大量火床焚燒和簡易焚燒爐燃燒的過程中會產(chǎn)生大量污染物(煙氣),同時燃燒過程中如有未完全燃燒的有機(jī)物,會對環(huán)境造成污染。
    1.3 堆肥[13-15]
      堆肥法的產(chǎn)生主要源于人類對于肥料的獲取,是一種歷史悠久而又操作簡單、低價高效的處理有機(jī)廢棄物的方法。通過堆肥化過程,有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖質(zhì),并產(chǎn)生大量可被植物吸收的氮、磷、鉀,可以安全處理和保存,是一種良好的有機(jī)肥料。
      堆肥法,是指在有氧的環(huán)境中利用細(xì)菌、真菌等微生物對有機(jī)物進(jìn)行分解腐熟而形成肥料的自然過程。堆肥法可以定義為在人工控制下,即在一定的水分、碳氮比(C/N)和通風(fēng)條件下,有機(jī)廢棄物經(jīng)自然界廣泛存在的微生物(細(xì)菌、放線菌、真菌等)或商業(yè)菌株作用,發(fā)生降解并向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)方向轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。其過程可以表述為有機(jī)廢物與氧氣在微生物的作用下生成穩(wěn)定的有機(jī)殘渣、二氧化碳(CO2)、水和能量。
      動物尸體堆肥是指將動物尸體置于堆肥內(nèi)部,通過微生物的代謝過程降解動物尸體,并利用降解過程中產(chǎn)生的高溫殺滅病原微生物,最終達(dá)到減量化、無害化、穩(wěn)定化處理目的的過程。
      堆肥法發(fā)展至今,已出現(xiàn)多種堆制方法來滿足不同堆肥原料的堆肥需要,根據(jù)堆置方法的不同大致可以分為頻繁翻堆、靜態(tài)堆制和發(fā)酵倉堆肥三種。但對于動物尸體堆肥而言,目前多選擇靜態(tài)堆肥方式或發(fā)酵倉堆肥。     
    (1)條垛式靜態(tài)堆肥。最先用于處理畜禽尸體,其設(shè)備要求簡單,投資成本低,產(chǎn)品腐熟度高,穩(wěn)定性好,現(xiàn)也可建成金字塔形。條垛式靜態(tài)堆肥每3天~7天翻堆一次,金字塔形靜態(tài)堆肥每隔3個月~5個月進(jìn)行一次翻堆。在染疫動物體內(nèi)病原微生物未被完全殺死之前,頻繁翻堆可能會導(dǎo)致病原微生物的擴(kuò)散,同時也會污染翻堆設(shè)備,甚至感染翻堆人員。另外頻繁翻堆會擾亂動物尸體周圍菌群,干擾動物組織降解。
    (2)發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)。設(shè)備占地面積小,空間限制小,生物安全性好,不易受天氣條件影響,堆肥過程中的溫度、通風(fēng)、水分含量等因素可以得到很好的控制,因此可有效提高堆肥效率和產(chǎn)品質(zhì)量。但設(shè)備難以容納牛、馬等大型動物,只適用于小型染疫動物尸體的處理。
    1.4 化尸窖[11,16,17]
      化尸窖,又稱密閉沉尸井,是指按照《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》要求,地面挖坑后,采用磚和混凝土結(jié)構(gòu)施工建設(shè)的密封池。化尸窖處理技術(shù),即以適量容積的化尸窖沉積動物尸體,讓其自然腐爛降解的方法。
      化尸窖的類型從建設(shè)材料上分為磚混結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)兩種,前者為建在固定場所的地窖,后者則可移動。從池底結(jié)構(gòu)上,地窖式化尸池分為濕法發(fā)酵和干法發(fā)酵兩種,前者的底部有固化,可防止?jié)B漏,后者的底部則無固化。鋼結(jié)構(gòu)的化尸窖屬于濕法發(fā)酵。
      主要優(yōu)點(diǎn)。①化尸窖處理法可進(jìn)行分散布點(diǎn),化整為零;②尸體運(yùn)輸路線短,有利于減少疾病的傳播;③采用密閉設(shè)施,建造簡單,臭味不易外泄,一般建于下風(fēng)口地下,在做好消毒工作的前提下,生物安全隱患低,對周邊環(huán)境基本無污染;④可根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模進(jìn)行設(shè)計,無大疫病情況下,利用期限較長,一般可利用10年以上;⑤建池快、受外界條件限制少,設(shè)施投入低、運(yùn)行成本低;⑥操作簡便易行,省工省時。在處理過程中添加的化尸菌劑能快速分解畜禽尸體、殺滅除芽孢菌以外的所有病原體、消除臭味,大幅度提高了化尸池使用效率,檢修與清理方便。
      主要缺點(diǎn)。①當(dāng)化尸窖內(nèi)容物達(dá)到容積的3/4時,應(yīng)封閉并停止使用。不能循環(huán)重復(fù)利用,只能使用一口,封一口,再造一口;②化尸窖內(nèi)畜禽尸體自然降解過程受季節(jié)、區(qū)域溫度影響很大。夏季高溫時期,畜禽尸體2個月內(nèi)即可腐爛留下骨頭,但冬季寒冷時期,畜禽尸腐過程非常慢。
    1.5 化制[12,18,19]
      化制法處理是指將病死動物尸體投入到水解反應(yīng)罐中,在高溫、高壓等條件作用下,將病死動物尸體消解轉(zhuǎn)化為無菌水溶液(氨基酸為主)和干物質(zhì)骨渣,同時將所有病原微生物徹底殺滅的過程。
      化制是一種較好的處理病死畜禽的方法,是實(shí)現(xiàn)病死畜禽無害化處理、資源化利用的重要途徑,具有操作較簡單,投資較小,處理成本較低,滅菌效果好、處理能力強(qiáng)、處理周期短,單位時間內(nèi)處理最快,不產(chǎn)生煙氣,安全等優(yōu)點(diǎn)。但處理過程中,易產(chǎn)生惡臭氣體(異味明顯)和廢水。
      綜上所述,國內(nèi)對病死動物的處理主要有“燒、埋、煮、堆”4種方法。但4種方法各有弊端:“埋”太浪費(fèi)土地,也容易污染地下水;“煮”會產(chǎn)生大量肉渣、高濃度廢水和臭氣,容易產(chǎn)生二次污染;“堆”所耗時間過長,且對大型動物尸體很不適用;就算處理工藝相對先進(jìn)的“燒”,也存在著血水二次污染、工人工作強(qiáng)度和危險系數(shù)大等問題。一種技術(shù)成熟、安全有效、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)可行的病死(害)動物無害化處理技術(shù)將會是無害化處理領(lǐng)域的發(fā)展方向,研發(fā)出一套節(jié)能環(huán)保低碳的動物尸體無害化處理裝備應(yīng)是死亡牲畜(家禽)無害化處理處置和資源化利用的首選技術(shù)。
    2生物質(zhì)碳化自動化處理病死畜禽技術(shù)
      浙江省生物炭工程技術(shù)研究中心作為浙江省科技廳、財政廳和發(fā)改委聯(lián)合正式發(fā)文,批準(zhǔn)建設(shè)工程技術(shù)研究中心,已率先在國內(nèi)生物炭研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域開展了大量的工作,中心由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院聯(lián)合國家林業(yè)局竹子研究開發(fā)中心、浙江工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)和浙江布萊蒙農(nóng)業(yè)科技股份有限公司共同組建,具備顯著的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的特色。中心成員之一杭州錢江干燥設(shè)備有限公司是一家專門從事干燥、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)品、設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的高科技公司。公司通過同美國布萊蒙基金會、美國黎明投資集團(tuán)、國家林業(yè)局竹子研究開發(fā)中心、浙江農(nóng)科院、浙江大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等國內(nèi)外著名基金、高校、科研院所和企業(yè)的緊密合作,圍繞我國豐富的農(nóng)林廢棄物資源,開發(fā)、生產(chǎn)一系列符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的低碳、環(huán)保、生態(tài)、節(jié)能的高科技產(chǎn)品,包括生物質(zhì)能源的高效利用設(shè)備系列、生物質(zhì)炭化設(shè)備及生物炭有機(jī)肥料系列,在生物質(zhì)炭化技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)方面具有雄厚的技術(shù)實(shí)力。中國科學(xué)院南京土壤研究所原所長曹志洪教授和工程院汪燮卿院士是浙江省生物炭工程技術(shù)研究中心特聘顧問,最近他們在考察浙江死亡生豬事件時提出了生物質(zhì)炭化技術(shù)處理病死畜禽以及寵物尸體:炭化過程500℃以上的高溫,可很好的解決殺菌防疫等問題;此外畜禽的油脂是優(yōu)質(zhì)的能源,可用于炭化過程的能源消耗,炭化過程無需外加能源;前處理對運(yùn)輸車輛和現(xiàn)場清洗消毒產(chǎn)生的高N、P廢水通過高溫蒸發(fā)排放(200℃)可用于炭基功能有機(jī)肥的制備,形成生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條,基本實(shí)現(xiàn)病死畜禽處理處置污染物零排放,最終同時解決病死畜禽的無害化處理和生物質(zhì)炭化的成本控制問題。
      根據(jù)院士們的思路,杭州錢江干燥設(shè)備有限公司的技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)與理論分析后,提出了具體實(shí)施方案。即:病死畜禽統(tǒng)一進(jìn)行冷藏車收集,運(yùn)至處理中心,經(jīng)回收平臺自動落入輸送機(jī)中(輸送機(jī)中有自動稱重,計數(shù)裝置)送人機(jī)械破碎機(jī)進(jìn)料口。粉碎后的物料進(jìn)入封閉的料倉中,由兩臺封閉的輸送絞龍送人兩套無害化處理設(shè)備中處理,對病死畜禽進(jìn)行干燥脫水,脫水后的油和生物質(zhì)返到生物質(zhì)燃燒器,生成的煙氣返回干燥工藝作為干燥能源,最后將燃燒后的渣(生物炭)制備碳基有機(jī)肥。處理過程中粉碎產(chǎn)生的污血水與碎畜禽肉一起進(jìn)入脫水干燥工藝、干燥過程中產(chǎn)生的臭蒸氣、燃燒過程中排放的煙氣一并進(jìn)入氣體處理設(shè)備,除臭后排入大氣。
    與上述工藝技術(shù)配套,開發(fā)的設(shè)備有粉碎機(jī)、生物質(zhì)高溫燃燒機(jī)(為降低二噁英排放,燃燒溫度>900℃)、密閉式脫水干燥機(jī)、生物質(zhì)熱解炭化反應(yīng)器(熱解溫度>500℃)、以及氣體除臭處理設(shè)備。
     
    技術(shù)特點(diǎn)如下:
    (1)生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)能源自給型死亡生畜禽無害化資源化處理模式;
    (2)尾氣排放達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996);《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-93);《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18458-2001);
    (3)生產(chǎn)線采用封閉式流程,不產(chǎn)生廢水、廢物排放;
    (4)干燥后的碎畜禽肉燃燒溫度大于900℃,二噁英等污染氣體排放低、最終副產(chǎn)品為可利用的生物炭資源;
    (5)死畜禽進(jìn)入處理系統(tǒng)后,全部實(shí)行工業(yè)自動化,不需操作工人;
    (6)每噸死畜禽的處理成本不超過300元。
      該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了將病死畜禽無害化處置處理與生物質(zhì)炭化技術(shù)有機(jī)結(jié)合,既解決病死畜禽處置處理過程中潛在的環(huán)境污染和公共衛(wèi)生難題,又將死亡畜禽無害化處理后的殘余物(生物質(zhì)固形物)制備成生物炭和綜合利用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念和減排/固碳、應(yīng)對全球氣候變化的創(chuàng)新思路,應(yīng)是死亡畜禽無害化處理處置和資源化利用的首選技術(shù)。該技術(shù)廣泛推廣后,可以提高我國的死畜禽低成本處理處置能力,有利于保障當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)健康有序發(fā)展、穩(wěn)定農(nóng)民收入、保證市民健康,有利于區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,讓居民遠(yuǎn)離病死畜禽的危害,環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。
    3結(jié)論
    (1)病死畜禽的處理處置問題已經(jīng)引起社會各界的廣泛關(guān)注,生物質(zhì)炭化技術(shù)很好的解決病死畜禽的處置難問題,從資源化,環(huán)境化的角度即消除病死生的環(huán)境污染,同時給當(dāng)?shù)卣峁┳罱?jīng)濟(jì)的病死畜禽處置設(shè)備示范。
    (2)生物質(zhì)炭化技術(shù)是符合我國發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)狀況的切實(shí)之舉,是建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)發(fā)展的必然選擇。將病死畜禽進(jìn)行生物質(zhì)炭化,可有效的利用死亡畜禽的廢棄生物質(zhì),實(shí)現(xiàn)土壤碳固定。
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