摘要：為滿足病畜尸體無害化處理的要求，考慮到進境動物隔離場處理病畜數(shù)量少、批次多、除害效果和環(huán)保要求高等因素，圍繞尸體粉碎、處理壓力、處理溫度、處理時間、廢氣處理等技術(shù)要素，試制了一款新型的病畜尸體廢棄物無害化處理系統(tǒng)設(shè)備。該設(shè)施中心溫度≥140℃、壓力≥0.4MPa、低溫真空干燥3～4h、整個流程5h左右，并對設(shè)計參數(shù)、除害效果進行了全面驗證。結(jié)果表明：該套設(shè)施可對病畜尸體及廢棄物進行破碎、化制和真空干燥等綜合處理，具有除害徹底、操作自動、時間短、環(huán)保等優(yōu)勢，適用于動物隔離場飼養(yǎng)場對病畜尸體及廢棄物的無害化處理。
關(guān)鍵詞：動物隔離場；病死畜禽；無害化處理；設(shè)施研制
近年來，我國養(yǎng)殖企業(yè)從畜牧業(yè)發(fā)達國家引進優(yōu)良種畜已較為普遍。2010—2016年，僅上?？诎陡綦x檢疫進境動物69批次，近萬頭。為有效防控國外動物疫病傳入，我國建立了嚴格的動物隔離檢疫制度，先后在北京、上海、廣州、天津等地設(shè)立了4個國家級動物隔離場，并指定了相當數(shù)量的臨時隔離場。動物在隔離期間病死或?qū)嶒炇覚z出國家禁止入境的一、二類傳染病，都將對動物采取撲殺措施。為有效防控重大動物疫病，確保動物產(chǎn)品質(zhì)量安全，農(nóng)業(yè)部先后出臺了《農(nóng)業(yè)部關(guān)于進一步加強病死動物無害化處理監(jiān)管工作的通知》《病死動物無害化處理技術(shù)規(guī)范》等系列文件，加強對病害動物無害化處理的監(jiān)管，規(guī)定對病死或者死因不明的動物尸體必須進行無害化處理，徹底消滅其所攜帶的病毒和細菌。目前，國內(nèi)常見的動物尸體處理方法有焚化、掩埋、發(fā)酵和化尸井處理法，這些處理方法均存在缺點，如易造成環(huán)境污染、收集運送擴散、無法確保徹底殺菌消毒、污染水資源及土壤等弊端。自2010年以來，機械方式的無害化處理設(shè)備開始推廣應用，但仍存在操作環(huán)境開放、廢氣污染、除害效果不徹底、耗電成本高等問題，不能完全滿足進境動物隔離場對防疫安全的需求。
為加強對無害化處理的監(jiān)管工作，適應新形勢下的環(huán)保要求，采用“尸體破碎+高溫高壓化制+真空干燥+廢氣處理”的技術(shù)路線，根據(jù)OIE和農(nóng)業(yè)部的相關(guān)標準研制了一體化無害化處理設(shè)施，該設(shè)施具有除害效果徹底、消毒方便、符合環(huán)保要求、能耗更低等優(yōu)點，全程密閉操作、外部控制系統(tǒng)、扎刀粉碎徹底、處理時間短、使用成本低等優(yōu)勢，具有較好的市場推廣前景。
1 材料與方法
1.1 病畜無害化處理設(shè)施技術(shù)要點的確認
1.1.1 粉碎大小尺寸的確定。參考OIE法典11.4.19中對BSE病原感染性降低的技術(shù)要求，對含有反芻動物蛋白的肉骨粉制作的原料加熱前粉碎到最大50mm。這樣利于熱穿透，保證殺滅效果和縮短處理時間。
1.1.2 壓力溫度參數(shù)的選擇。OIE法典11.4.19條對降低肉骨粉中BSE感染性要求133℃以上、絕對壓力0.3MPa大氣壓維持最少20min。本設(shè)施增加了高溫高壓同時攪拌的設(shè)施，保證了物料中心溫度與壓力的快速傳遞，且粉碎物體積小，所以將溫度壓力設(shè)定為處理物中心溫度≥140℃，壓力≥0.4MPa，可以保證滅菌殺毒效果更徹底。
1.1.3 處理時間的選擇?！恫∷绖游餆o害化處理技術(shù)規(guī)范》干化法要求處理時間4 h、濕化法為0.5h，但也注明具體處理時間隨需處理動物尸體及相關(guān)動物產(chǎn)品或破碎產(chǎn)物種類和體積大小而設(shè)定。一體化無害化處理設(shè)施采用了物料攪拌技術(shù)，可以混合均勻升溫，極大程度上縮短了物料中心溫度達到設(shè)定值的時間。本設(shè)施采用干法化制，處理時間設(shè)定為30min。
1.2 無害化處理工藝流程
無害化處理工藝流程參考徐進京，田曉軍等人研制的設(shè)備進行了創(chuàng)新改進（圖1）。物料（豬、牛、家禽等）通過提升機將物料提升入粉碎機密閉粉碎，粉碎輸送入干化機內(nèi)。物料裝載完畢，電加熱蒸汽發(fā)生器（功率60kW）產(chǎn)生的高壓蒸汽進入干化機夾套及主軸，高溫高壓處理，油溫190℃左右，處理物中心溫度≥140℃，壓力≥0.4MPa（絕對壓力），保溫保壓30min，將物料（畜禽尸體、屠宰廢棄物、孵化場廢棄物）轉(zhuǎn)化成肉骨粉及油。滅菌處理后，利用真空泵站，通過低溫真空干燥的方式，進行3～4h的真空干燥，最終物料的含水量降至12%以下，含油脂30%左右。物料裝滿的情況下，整個流程5～6 h（時間可設(shè)定，如物料不滿可視情況減少時間）。干燥后的物料通過輸送蛟龍進入緩存?zhèn)}暫存。處理過程中產(chǎn)生的VOCs氣體，經(jīng)過除塵器除塵、冷凝器降溫、化學洗滌塔洗滌、臭氧滅菌后，達標排放。
圖1 無害化處理流程
1.3 主要設(shè)備的技術(shù)方案
動物尸體廢棄物無害化處理設(shè)施如圖2至圖4所示，主要包括帶上料機構(gòu)的粉碎機、輸送機、高溫高壓干化機、廢氣處理塔等設(shè)備。
圖2 設(shè)施整體設(shè)計圖
圖3 動物尸體粉碎機
圖4 干化機配管
1.4 技術(shù)參數(shù)的檢測驗證
通過直接觀察、委托外單位操作過程參數(shù)計量、飼養(yǎng)場病死動物收集和實驗室制樣處理檢測等過程對設(shè)施的技術(shù)參數(shù)與無害化處理效果進行檢測與驗證。
參考衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》（2002版），選擇實驗室保存的金黃色葡萄球（ATCC6538）、溶血性鏈球菌（ATCC21059）和枯草桿菌芽孢（ATCC9732）3種細菌進行懸液制備與污染樣品制作。每份細菌懸液涂抹于購買的12份新鮮1/4豬胴體全表面并隨機穿刺30～50次污染胴體內(nèi)部，隨后在污染胴體污染處切割約100g樣品，每份酮體切割1份，留作陽性對照樣品冷藏待用。
購買實驗用健康小豬24頭，隔離飼養(yǎng)，ELISA檢測偽狂犬病毒、細小病毒均為抗體陰性，飼喂狀態(tài)正常后選擇實驗室擴增的豬細小病毒（TCID50約為10-5.5）肌肉注射和偽狂犬病毒（TCID50約為10-6.5）鼻腔接種，每種12頭。攻毒后每天采血進行PCR檢測，陽性動物處死后取樣及送機處理。
設(shè)定0.5h、1h、2h三個處理時間段，每次處理12份胴體（每菌4份）、8頭豬（每毒4頭），每次處理后終產(chǎn)物取樣3份，進行細菌培養(yǎng)計數(shù)與病毒分離，同時檢測未經(jīng)處理的陽性對照樣品。
2 結(jié)果
2.1 粉碎效果的直接觀察
粉碎后通過開蓋檢查，動物尸體被完全擠壓粉碎，殘留物尺寸大小低于50mm，達到粉碎要求（圖5）。
2.2 溫度壓力參數(shù)的計量
在設(shè)施運行過程中，委托上海市計量測試技術(shù)研究院（華東國家計量測試中心）對相關(guān)設(shè)計參數(shù)進行了實時檢測。依據(jù)JJF1030—2010恒溫槽技術(shù)性能測試規(guī)范，使用標準鉑電阻溫度計和壓力校驗儀，該中心進行實時檢測并出具檢測報告016E12-30-100252。檢測校準結(jié)論：設(shè)備操作界面顯示值與實際檢測校準值基本吻合，達到設(shè)施設(shè)定的處理溫度與壓力（表1）。
圖5 物料的粉碎效果
表1 溫度壓力檢測報告
| 檢測時間點 | 設(shè)備操作界面顯示值 | 檢測校準值 | |
| 化制期 | 到達設(shè)定溫度 | 導熱油溫度 188.6℃ | （190.2±5）℃ |
| 鍋內(nèi)溫度 143℃ | （145.5±4）℃ | ||
| 物品中心溫度 - | （141±5）℃ | ||
| 鍋內(nèi)壓力 0.4MPa | （0.4±0.01）MPa | ||
| 維持15min | 導熱油溫度 189.3℃ | （190.1±3）℃ | |
| 鍋內(nèi)溫度 143℃ | （146.9±4）℃ | ||
| 物品中心溫度 - | （142±4）℃ | ||
| 鍋內(nèi)壓力 0.4MPa | （0.4±0.01）MPa | ||
| 維持30min | 導熱油溫度 188.9℃ | （189.6±4）℃ | |
| 鍋內(nèi)溫度 142℃ | （145.6±4）℃ | ||
| 物品中心溫度 - | （140±3）℃ | ||
| 鍋內(nèi)壓力 0.4MPa | （0.4±0.01）MPa | ||
| 干燥期 | 起始 | 導熱油溫度 187.9℃ | （190.6±4）℃ |
| 鍋內(nèi)溫度 120℃ | （123.2±5）℃ | ||
| 物品中心溫度 - | （110±4）℃ | ||
| 鍋內(nèi)壓力 0.00 MPa | （0.00±0.01）MPa | ||
| 30min | 導熱油溫度 187.9℃ | （188.5±4）℃ | |
| 鍋內(nèi)溫度 84℃ | （84.6±4）℃ | ||
| 物品中心溫度 - | （79±3）℃ | ||
| 鍋內(nèi)壓力 -0.04MPa | （-0.04±0.01）MPa | ||
| 1h | 導熱油溫度 188.8℃ | （190.4±4）℃ | |
| 鍋內(nèi)溫度 71.2℃ | （79.2±3）℃ | ||
| 物品中心溫度 - | （78±4）℃ | ||
| 鍋內(nèi)壓力 -0.05MPa | （-0.05±0.01）MPa | ||
| 2h | 導熱油溫度 187.3℃ | （188.6±5）℃ | |
| 鍋內(nèi)溫度 71.3℃ | （78.5±4）℃ | ||
| 物品中心溫度 - | （75±4）℃ | ||
| 鍋內(nèi)壓力 -0.05MPa | （-0.05±0.01）MPa |
2.3 終產(chǎn)物質(zhì)量檢測
實驗室采集處理后終產(chǎn)品，分別按照GB/T6435—2014、GB/T6433—2006進行水分、含油量質(zhì)量檢測，水分的質(zhì)量分數(shù)為9.8%，脂肪為20%，最終處理產(chǎn)物水分與含油量指標符合原設(shè)計要求，可以直接處理，也可以用于發(fā)酵或者肥料制作。
2.4 除害效果的驗證
2.4.1 田間收集病死動物的處理效果驗證。對江蘇、浙江和上海地區(qū)養(yǎng)豬場的死亡豬進行PCR 快速檢測，有豬瘟陽性動物6頭、鏈球菌陽性動物2頭、藍耳病陽性動物4頭，共12頭病死生豬的尸體，解剖取樣后尸體送交隔離場進行無害化處理，終產(chǎn)物進行細胞培養(yǎng)病毒分離，盲傳三代未發(fā)現(xiàn)特征性病變，第三代培養(yǎng)物PCR 檢測陰性，鏈球菌分離陰性。
2.4.2 實驗室制樣與攻毒動物的處理效果驗證。制備金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、枯草芽孢的豬胴體菌樣與豬細小病毒、偽狂犬病毒病毒感染豬，進行無害化處理。按照處理時間設(shè)定為0.5h、1h、2 h3個時間段，每次處理樣品為12份污染胴體、攻毒8頭感染豬，對每次終產(chǎn)物取樣3份進行檢測，均沒有發(fā)現(xiàn)相應病原體。同時對留存的36份細菌污染陽性對照樣品和24份病毒攻毒陽性對照樣品進行檢測比對（表2）。
表2 細菌病毒驗證結(jié)果
| 高溫處理時間（h） | 驗證項目 | 處理前對照樣品菌/毒 | 處理后菌/毒 | 處理效果 | |
| 陽性對照1 | 陽性對照2 | 樣1樣2樣3 | |||
| 0.5 | 金黃色葡萄球菌 | 1.0×106cfu/mL | 1.1×106cfu/mL | 0 0 0 | 徹底殺滅 |
| 溶血性鏈球菌 | 1.8×105cfu/mL | 1.6×105cfu/mL | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 枯草芽孢 | 1×106cfu/mL | 1.2×106cfu/mL | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 豬細小病毒 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變， PCR檢測陽性 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變， PCR檢測陽性 | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 偽狂犬病毒 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 1 | 金黃色葡萄球菌 | 1.0×106cfu/mL、 | 1.1×106 cfu/mL | 0 0 0 | 徹底殺滅 |
| 溶血性鏈球菌 | 1.8×105 cfu/mL | 1.6×105 cfu/mL | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 枯草芽孢 | 1×106 cfu/mL | 1.2×106 cfu/mL | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 豬細小病毒 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 偽狂犬病毒 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 2 | 金黃色葡萄球菌 | 1.0×106 cfu/mL、 | 1.1×106 cfu/mL、 | 0 0 0 | 徹底殺滅 |
| 溶血性鏈球菌 | 1.8×105 cfu/mL | 1.6×105 cfu/mL | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 枯草芽孢 | 1×106 cfu/mL | 1.2×106 cfu/mL | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 豬細小病毒 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
| 偽狂犬病毒 | 第1 代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR檢測陽性 | 第1代即出現(xiàn)明顯細胞病變，PCR 檢測陽性 | 0 0 0 | 徹底殺滅 | |
注：每次處理的陽性對照樣品3、4的檢測結(jié)果與1、2相同，本表不再單獨列出
3 討論
經(jīng)過設(shè)施的操作驗證與比較，本無害化處理設(shè)施系統(tǒng)具有以下特點與優(yōu)勢：
3.1 操作房間全密閉，易于清洗消毒及使用后的熏蒸處理
操作工藝流程實行機械化管路系統(tǒng)運作全程封閉，配套齊全，能自動完成大型動物尸體的上料、破碎和化制干燥。操作人員放好處理對象后關(guān)閉操作房間，在操作區(qū)外的中控室進行流程手動操作，通過觀察窗觀看設(shè)施運轉(zhuǎn)情況。僅處理完成后出料和環(huán)境清潔消毒處理需要工作人員進入處理場所。
3.2 能耗降低，優(yōu)化技術(shù)
滾刀質(zhì)量較大并沿圓周成螺旋錯位安裝，產(chǎn)生的慣性力可以起到飛輪的作用，降低能耗；進料口配有自動開閉的口蓋，能有效防止動物破碎時產(chǎn)生污物向外飛濺。粉碎機蓋子增加了自動噴淋設(shè)施，在粉碎完成后蓋子帶自動噴淋設(shè)施沖洗腔體及傳送帶，廢水及殘渣通過傳輸帶以及底部帶有渣漿壓力泵的不銹鋼管道二條途徑泵入化制機進行高溫滅菌處理。
3.3 廢氣處理達標
空氣抽取系統(tǒng)抽取廢氣，進行降溫洗滌處理后進一步臭氧消毒與降解處理，在臭氧柜中進行廢氣的降解和消毒，達到無害與除味的雙重目標。高溫處理達到后采取放氣、真空的方式迅速干燥，縮短操作時間，達到預期干燥效果。溫度壓力均可以方便調(diào)節(jié)，還可以依據(jù)處理量和特殊要求長時間維持。一般市場上處理設(shè)施都是120℃以下，該設(shè)施可到達油溫190℃、內(nèi)部溫度150℃、中心溫度140℃，處理效果理想。粉碎與干化處理可以單獨操作。如果需要，可以先對干化機進行油溫加熱，縮短處理時間。
3.4 節(jié)約成本
經(jīng)過測算操作時間、水電以及人工等成本，處理１次的費用≤0.8元/J。
4 結(jié)論
通過實驗室病死動物收集與人工制作豬胴體菌樣與攻毒感染豬，按照無害化設(shè)施的處理參數(shù)和操作流程進行了無害化處理，對終產(chǎn)物進行了相關(guān)細菌與病毒的檢測。結(jié)果表明研制的進境動物隔離場病畜尸體廢棄物無害化處理設(shè)施能夠在半小時內(nèi)徹底殺滅有關(guān)的動物病原體，處理效果安全高效，操作簡便，適用于動物隔離場、飼養(yǎng)場對病畜尸體及其廢棄物的無害化處理，滿足安全防疫的需求。
