生豬無害化處理與資源化利用可行性分析及風險控制

王 格

（遼寧省農業發展服務中心，遼寧 沈陽 110164）

食品安全和生態環境等問題一直是人們關注的焦點，死豬肉流入市場的報道時有發生，隨意丟棄死豬造成環境污染的報道也屢見不鮮。雖然執法部門嚴格打擊死豬交易，但要從源頭管控防止死豬流入市場、污染環境，推進生豬的無害化處理及其產物的資源化利用是治本之策。

以遼寧省畜牧業經濟形勢分析會上公布的統計數據為例，2020 年遼寧省生豬存欄1 284.2 萬頭，生豬出欄2 175.2萬頭；按一般情況下病死率為3%計算，遼寧每年有近75萬頭死亡生豬需要處理。科學高效地對死亡生豬進行無害化處理和資源化利用，是影響人類健康、生態環境、經濟和社會高質量發展的關鍵因素之一。本文針對生豬的無害化處理與資源化利用的意義、現狀、可行性、風險控制等方面展開綜述，以期為生豬無害化處理與資源化利用的研究提供參考，助力畜牧業高質量發展。

1 生豬無害化處理與資源化利用的意義

（1）保障食品安全的需要：死亡生豬的去向可分為深埋、隨意丟棄以及被不法商販收購、撿拾制成熟食銷售。生豬的無害化處理與資源化利用可減少隨意丟棄、隨意處置生豬現象，有效防控病死動物流入市場，保障食品安全。

（2）動物衛生安全的需要：動物衛生安全和食品安全已成為全社會共同關注的焦點。隨著生豬養殖規模擴大，死亡生豬數量隨之增加，若處理不當將會引發養殖業疫病流行的風險，進而影響人體健康。

（3）保護環境的需要：大量的死亡生豬及其產物未經妥當處理可對空氣、地下水和土壤造成污染。為避免產生環境造成污染，各級政府和養豬企業有責任及義務進行科學處理死亡生豬。

（4）彌補動物蛋白飼料短缺：近年來，畜牧業迅猛發展，蛋白質飼料供應短缺的問題日益凸顯。據海關數據顯示，2020年1月—7月，我國蛋白飼料原料進口469.74萬t，與2019 年同比增長38.1%。死亡生豬無害化處理產物經一系列技術處理，將有效緩解動物性蛋白飼料短缺。

（5）改良土壤和提高作物產量：死亡生豬無害化處理產物經過一系列技術處理，部分處理產物能夠提供農業經濟作物高效肥料資源，提高土壤肥力。

（6）提高經濟效益和社會效益：死亡生豬無害化處理產物的資源化利用能夠創造巨大的經濟效益和社會效益。我國進口蛋白飼料約占50%以上，死亡生豬無害化處理的肉骨粉經科學處理將有效彌補我國動物蛋白飼料原料的缺口，降低養殖成本，同時還能夠緩解傳統處置方法造成的占用土地、死豬肉流入市場和污染環境等情況。

2 動物無害化處理的概念、模式及存在的問題

2.1 動物無害化處理概念

動物無害化處理即采用物理、化學或生物學等方法處理攜帶或疑似攜帶病原體的動物尸體、產品或其他物品，達到消滅傳染源、切斷傳播途徑、阻止病原擴散的目的。

目前，死亡生豬無害化處理方式主要為傳統無害化處理方式和資源循環再利用方式。全國范圍內死亡生豬的傳統無害化處理辦法包括焚燒法、化制法、高溫法、深埋法、硫酸分解法[1]。傳統的無害化處理方法具有政府資金投入大、成本高、無收益以及社會化難度大，難以形成良性循環和可持續發展等問題。資源循環再利用方式是在政府、企業、科研機構合力的情況下，將無害化處理產物通過技術手段處理“變廢為寶”，是一套科學安全的良性資源再利用循環體系。

2.2 傳統處理方法和資源循環再利用模式的對比

2.2.1 無害化處理的傳統模式

深埋法是目前廣泛使用的生豬無害化處理傳統方法，依靠土壤自凈作用進行處理，優點是經濟實用、簡單便捷；主要缺點是浪費土地資源，且對地下水和土壤存在潛在的污染風險[2-3]。焚燒法是在焚燒爐內經充分氧化及熱解，產生的高溫煙氣送入二燃室燃燒，爐渣經爐渣機排出[4]。許多養殖企業使用化尸窖或化尸罐法處理生豬尸體，利用磚和混凝土結構施工建設的密閉池或耐腐蝕的材質制成的密閉罐，使生豬尸體自然腐爛降解；該方法優點是投資成本少、易管理；缺點是受地域和氣候影響明顯，占用和浪費土地，處理周期長，若處理不當還可能污染土壤和地下水[5-6]。

焚燒法、深埋法、化尸窖和化尸罐法等處理方法操作簡單、成本低，但均存在浪費資源的缺點。

2.2.2 資源循環再利用模式

2.2.2.1 高溫生物降解模式（見圖1）

圖1 高溫生物降解模式Fig.1 Mode of high temperature and biodegradation

由圖1 可知，高溫生物降解處理模式進行生物處理時溫度較低，不利于殺死病原體。若生物處理過程中處理不當，則存在產生強甲烷、氨氣等有害氣體的風險。此處理模式的終產物為結構較簡單且價值較低的有機物料[7-8]。

2.2.2.2 碳化焚燒處理模式（見圖2）

由圖2可知，碳化焚燒處理模式即為“動物熱解碳化處理技術”。優點是不需要破碎處理動物尸體，可降低感染和二次污染的風險；干燥、熱解、炭化和冷卻流程均于爐內完成；滅菌效果徹底，能夠減少有害物質生成；熱解炭化產生的生物質炭磨成粉狀可直接應用于土壤改良劑、燃料等，使資源得到再利用。缺點是此模式僅回收利用生豬體內固體物質，未對所含液體和有機物質進行回收利用，資源回收利用率較低。

圖2 碳化焚燒模式Fig.2 Mode of carbonization incineration

2.2.2.3 化制法處理模式（見圖3、圖4）

圖3 干化法Fig.3 Drying method

圖4 濕化法Fig.4 Humidification medthod

化制法可分為干化法和濕化法。干化法指在處理容器內，溫度大于140 ℃、壓力大于0.5 MPa、處理時間大于4 h 的條件下進行加熱烘干，將產生的殘渣送入壓榨系統處理，進行資源化利用（如制成有機肥料、肉骨粉），熱蒸氣經處理達標后排出。由圖4 可知，濕化法則是于容器內，溫度大于140 ℃，壓力大于0.3 MPa，處理時間大于30 min 的條件下對處理物進行固液分離。固體物經粉碎進行烘干處理，液體進入油水分離系統制成工業用油，水經處理達標后排放。該模式已在國內外一些地區得到應用，無害化處理和資源回收利用較充分，效果良好[9-11]。

2.2.2.4 濕法化制生物轉化法（見圖5）

圖5 濕法化制生物轉化法Fig.5 Biotransformation by humidification

濕法化制生物轉化法是將生豬尸體通過高溫、高壓、濕化、熟化進行精細粉碎，干燥后的處理物混合廢菌渣等輔料制成蠅蛆養殖飼料的方法。蠅蛆食后剩余殘渣飼料按一定比例與發酵后的畜禽糞便混合，成為優質有機肥料。成熟蠅蛆富含豐富的蛋白質、幾丁質、抗菌肽、氨基酸等，能夠作為動物飼料蛋白、人類食品、保健品、相關醫藥等的原料。

該模式包含無害化處理、有機肥加式、廢氣處理、種蠅繁殖、生物消納等5 大系統，處理過程中無廢水和廢渣產生，僅產生少量氣體，資源化利用效率較高[12]。

3 生豬無害化處理產物資源化利用的途徑

3.1 動物蛋白飼料原料

生豬尸體經高溫高壓、油水分離、烘干、粉碎、研磨等過程可得到肉骨粉，其粗蛋白含量可達60%左右，脂肪含量約為10%，含有氨基酸組分較魚粉更為全面均衡，是一種營養價值高且價格低廉的蛋白粉。在保證生豬尸體制成的肉骨粉不被同類動物采食的前提下，將無害化處理后的肉骨粉進行嚴格消毒，確保殺死沙門桿菌等病原體，可應用于毛皮動物、寵物、禽類飼養。

3.1.1 狐、貉等毛皮動物飼料

毛皮動物生命過程中必須從飼料中獲得足夠的蛋白質以滿足體內組織新陳代謝的需要，尤其生長期必須依靠吸收大量氨基酸形成新的組織和血液，蛋白質供給不足則阻礙動物生長、性成熟和繁殖。優質的動物蛋白含必需氨基酸應全面而且比例適當，如毛皮動物對無骨肉的消化利用率可達95%～97%，利于冬毛發育優良[13]。

3.1.2 寵物飼料原料

隨著人們生活水平的提高，寵物飼養量快速增長，寵物飼料的需求量隨之增加。寵物飼料中動物蛋白飼料原料需求量大，將生豬尸體經過嚴格、科學程序處理的無害化處理產物應用于寵物飼料可滿足寵物飼養量大幅增加而提高的對動物蛋白飼料的需求[14-15]。

3.1.3 禽類飼料蛋白原料

將生豬尸體經嚴格、科學程序處理的無害化處理產物可應用于禽類飼料，可緩解動物源性蛋白飼料原料短缺。

3.2 生物肥料

生物肥料又稱“菌肥”，是一種以微生物的生命活動為基礎，使作物得到特定肥料效應的肥料制品。制作生物肥料一般采用堆肥法，即利用好氧或厭氧微生物進行代謝分解、高溫發酵，將生豬尸體中的有機物制成有機肥料，是一種少投入、高效益的生豬無害化處理、有機農業高質量發展的資源化處理方式，目前已廣泛用于生產實際。但在無害化處理過程中，若操作把控不嚴將會對環境造成潛在威脅。為有效掌控堆肥法造成的風險，Glanville 等[16]采用箱式堆肥法對生豬尸體進行無害處理，同時對土壤、水源、地表周邊環境等進行環評，研究表明，箱式堆肥法更安全、效果更好。箱式堆肥法流程見圖6。

圖6 箱式堆肥法Fig.6 Box composting

以生豬無害化處理產物中的干物質為原料，配以多功能發酵菌種劑，可快速除臭、腐熟、脫水；添加功能性微生物菌劑，加工制成含有功能性微生物的、高營養性的生物有機肥。輔料可選擇各種農作物，如秸稈、樹葉雜草、稻草、米糠、谷殼等，原輔料比例4∶1，水分低于65%；每噸生豬和輔料的混合物中加入3 kg尿素或10～15 kg過磷酸鈣，15 ℃堆積發酵1 w，期間翻動攪拌2次；腐熟的標志為堆溫降低、物料疏松、無原臭味、略有氨味、堆內產生白色菌絲[17]。此類肥料兼具微生物肥料和有機肥料效應，既可發揮了生物菌“解”的作用，又能夠供應各種營養，是一種優質高效生物肥料。

生物有機肥利用微生物的生命活動及代謝產物改善作物養分供應，提高產量、改善品質、促進生長，調控農作物生長、增強農作物抗逆性，提高土壤肥力，是生物菌應用上的一大進步。

3.3 再生能源

生豬尸體經高溫高壓、化學處理，可分離產生肉骨粉和油脂。Senneca[18]利用TG或DSC裝置，通過焦炭等高溫燃燒試驗發現，當肉骨粉能量價值的條件為0.1～0.2 MPa、溫度為300～500 ℃時，潛在氧分子形成的含氧化合物可作再生能源氣體。在生物柴油的相關研究中發現，豬油加入40%醇油進行酶催化48 h，生物柴油制得率達96.3%[19]。厭氧微生物在無氧條件下可對生豬尸體進行穩定分解，分解產物通常包括CH4、C2H6OH 等物質，通過高溫消化，能夠產生高甲烷量并殺滅病原菌[20]。將豬、雞等尸體經粉碎、高溫、消殺、烘干等程序處理，對烘干的碎塊壓榨提取油脂，固體碎塊粉碎制成肉骨粉；平均50 kg 豬、雞尸體提取油脂和肉骨粉量分別約為4、7 kg，油脂和肉骨粉可應用于提煉生物柴油、制作化工原料和高效有機肥原料。

3.4 化工原料

將生豬尸體經高溫、高壓等技術處理為肉骨粉和油脂，肉骨粉中含有大量的無機鹽（包括鈣、磷、鉀等微量元素和鉛、銅、汞等金屬離子）。Deydier等[21]通過試驗檢出豬肉骨粉中含31.6%鈣元素、55.7%磷元素、2.5%鉀元素和2.7%鈉元素，主要以磷酸鈣和羥基磷酸鈣形式存在，且通過肉骨粉成功制備了磷酸，為工業化生產奠定了基礎。

3.5 肉骨粉中含有磷灰石用途廣泛

肉骨粉中含磷灰石。磷灰石熔點為1 650 ℃，比重為3.16 g/cm3，溶解度為0.4 mg/m3,鈣磷比為1.67，可應用于骨替代材料，如整形和整容外科、齒科、層析純化、補鈣劑等。磷灰石具有良好的機械性和柔韌性，可應用于水泥等建筑材料中。磷灰石具有高吸水性和浸出能力，可替代混凝土及沙子，將無害化處理后得到的肉骨粉應用于生產建筑材料成為可能[22]。

3.6 生產骨質瓷（骨瓷）

1794年，骨瓷由英國人發明，在黏土中加入牛、羊豬等骨粉，以牛骨為佳。英國沿用至今的標準骨質瓷配方比例為骨灰∶瓷石∶黏土=2∶1∶1。含骨粉25%以上的陶瓷可稱為骨瓷，骨粉成分占40%以上的屬高檔骨瓷。骨瓷成品質地輕巧、細密堅硬、不易磨損和破裂、有適度的透光性和保溫性，色澤呈天然骨粉獨有的自然奶白色。目前，市面已有骨瓷餐具、茶具、咖啡具、工藝品等出售，骨瓷在我國已逐漸成為高檔瓷消費主體。采用骨粉生產高端瓷磚因能夠增加瓷磚的強度、硬度、光潔度和通透性而將成為可能。

4 風險分析與控制

生豬無害化處理與資源化利用是生豬養殖業及其相關產業高質量發展的重要課題，更是生態畜牧業健康發展的必經之路。

4.1 加強無害化處理場所的規范化建設

無害化處理場所建設應符合相關規劃，依法取得動物防疫條件合格證，配有與處理規模相適應的設施設備。無害化處理場所應當具有病原檢測設備和檢測能力，按規程要求開展檢測或委托有資質的單位開展檢測。

4.2 提高資源化利用的效率

當前生豬無害化處理采用的形式普遍技術含量較低、處理方法簡單、設備簡陋、產物的資源化利用效率偏低、資源浪費現象嚴重、污染副產物或二次污染的處理成本較高。無害化處理應符合安全生產和環境保護等相關法律法規和標準規范要求，應在《中華人民共和國動物防疫法》等法律法規允許的情況下，選擇利于資源化利用的無害化處理方式，提高資源利用效率和產品附加值。

4.3 確保資源化利用產品的質量安全性

目前，部分養殖戶會在飼料中過量添加一些含有重金屬和抗生素的添加劑。生豬資源化利用產品有必要進行安全性檢測，確保殘留的重金屬和抗生素含量符合有關規定；同時應加強生物安全監測，確保產品質量符合相關規定[23-26]。

4.4 保證無害化處理產物資源化利用產業健康發展

建議政府主導，并借助社會公益力量發展生豬無害化處理與資源化利用產業。生豬尸體來源的不確定性和無規律性導致加工原料不穩定，使其有別于普通工業生產加工。為減輕政府財政負擔，應資源化利用產品的效益維持無害化處理運轉。生豬資源化利用成本可能高于同類產品，在市場競爭中具有一定劣勢，需要政府資金和稅收優惠政策的支持。無害化處理場銷售無害化處理產物應嚴格控制無害化處理產物流向，查驗購買方資質并留存相關材料，簽訂銷售合同。

4.5 做好生物安全風險調查評估

按照國家相關無害化處理生物安全風險調查評估方案，調查評估病死生豬產品收集、無害化處理生物安全風險因素，進行風險預判和應急處理預案。

5 結論

生豬無害化處理與資源化利用工程是一項涉及食品安全、環境安全、資源開發利用的復雜工作，更是一項造福子孫后代的重大民生工程，應由政府主導，行業企業和科研工作者參與。在國家全面推動高質量發展的新形勢下，遵循客觀規律，勇抓科技創新，建立生豬無害化處理與資源化利用的可持續發展的良性循環模式，提升無害化處理產物的利用率和附加值，提高生豬養殖業經濟效益和社會效益，助力生態畜牧業高質量發展。