國內外畜禽尸體的無害化處理和資源化利用方式綜述

楊旭晨，鄭 嶸，蔣思文

（華中農業大學動物科技學院動物醫學院，湖北 武漢 430070）

在我國畜牧業集約化規模化程度不斷提高的情況下，疫情發生會產生大量的病死畜禽尸體。有資料顯示，由傳染病引起的各類畜禽的死亡率大約：豬8%～12%，牛2%～5%，羊7%～9%，家禽12%～20%。特別是近幾年非洲豬瘟疫情暴發以后，我國由于感染非洲豬瘟引起的豬發病率最高達到30.4%，死亡率一度達到81.21%，據世界動物衛生組織2020年的統計數據，已有24個國家或地區暴發非洲豬瘟疫情（歐洲9個，亞洲11個，非洲4個）。在這種情況下，大量的病死畜禽尸體不當處理將會加速疫情的傳播，所以畜禽尸體的無害化處理對于養殖業的安全和可持續發展顯得尤為重要。目前德國、美國以及日韓等發達國家，在病死畜禽無害化處理的基礎上進一步發展并完善了資源化利用模式。在我國一系列政策的積極引導下，畜禽尸體的資源化利用也漸漸受到養殖企業的重視。畜禽尸體中含有大量的脂肪、蛋白質以及碳水化合物，通過適當的處理可以得到有機肥，動物油脂以及肉骨粉等有附加價值的產物，因此，無害化和資源化相結合的處理方式，一方面可以保證畜禽養殖的安全進行，另一方面也可以減輕畜禽死亡帶來的經濟損失。

傳統的畜禽尸體處理方法包括深埋法、焚燒法、堆肥法、化尸窖處理法、化制法和生物降解法等，這些方法大都存在無害化不徹底或者造成二次污染的可能性，所以人們在傳統處理方式的基礎上發展出了一些新的處理手段，如高溫生物降解法，堿解法，水熱處理法等，大部分手段都通過高溫高壓先對病死畜禽尸體進行無害化處理，消滅病原微生物后再進行資源化處理。由于各個國家的國情不同，在制定病死畜禽尸體處理方面的政策也有不同。在國內，我國原農業部2017年制定的《病死及病害動物無害化處理技術規范》文件中，對于病死動物尸體的傳統處理方式規定了焚燒法，化制法，高溫法，深埋法和化學處理法，2020年農業農村部發布的《關于進一步加強病死畜禽無害化處理工作的通知》（農牧發〔2020〕6號）文件又明確表示，要逐步減少采用深埋、化尸窖、堆肥等處理方式。國外一些歐美國家仍然保留了堆肥、焚燒等一些傳統處理方式，應對疫情暴發時產生的大規模病死畜禽尸體，同時也開發研制了很多新型的處理設備應對不同的處理場景。文章重點介紹既可以達到無害化處理的效果，又可以實現資源化利用的國內外畜禽尸體處理方式。

1 高溫生物降解法

這種方法相當于高溫滅菌處理與好氧發酵相結合，整個過程先利用設備對畜禽尸體進行高溫高壓處理，消滅病原微生物，當高溫后溫度降至60℃左右，開始對畜禽尸體攪拌粉碎，添加10%～25%秸稈等輔料和降解菌繼續對尸體進行好氧發酵處理，處理后的產物經過除濕干燥可以作為有機肥使用。這種處理方式相對于傳統好氧發酵方法，保證了畜禽尸體的無害化效果，能夠實現對畜禽尸體的快速處理，產生的有機肥中保留了更多的養分，而且處理成本較低，設備安裝簡單，操作方便快捷，適用于不同規模的養殖場，目前在全國各地如湖北省宜昌市，重慶市以及山東省青島市等多個地方都有示范推廣。由于在好氧發酵過程中需要投入使用高效微生物菌劑，而不同的畜禽尸體及輔料其成分存在差異，因此需要針對性研制并使用不同功能的菌劑，以保證處理效率。

2 化制法

化制法分為干化（化制）法和濕化（化制）法，干化法使用干熱和高壓達到處理效果，蒸汽不與畜禽尸體接觸；而濕化法是采用蒸汽和高壓進行處理，蒸汽與畜禽尸體直接接觸。畜禽尸體粉碎后在水解反應器中進行高溫高壓滅菌，其中的溫度可以達到140℃以上，可以有效殺滅大部分病原微生物，等到溫度下降之后，畜禽尸體中的蛋白質和脂肪會成為糊狀，處理后的產

物經過壓榨和干燥可以得到肉骨粉和動物油脂，這些肉骨粉可作為有機肥使用，動物油脂可用于生產生物柴油。這種處理方法用到的設備設施成本以及維護費用較高，目前在青島，廈門以及寧波等地的一些大型無害化處理廠使用較多，此外，化制法處理過程中還會產生大量的惡臭氣體和廢水，在工藝上需要對其進行二次處理以減小對環境的污染。

3 堆肥法

堆肥法最早應用于家禽養殖業，用于處理感染禽流感病毒的家禽尸體，后來逐漸用于處理豬、反芻動物以及野生動物尸體。在歐盟以外的一些國家如美國、加拿大、澳大利亞以及新西蘭等國將堆肥作為處理病死畜禽尸體的首選方法。在2014-2015年美國禽流感暴發期間，堆肥法被作為主要手段處理了約85%病死家禽。畜禽尸體堆肥是將動物尸體掩埋在富含碳源的基質（如木屑、秸稈等）中，也可以與糞便等廢棄物一同堆制處理，在有氧環境下微生物分解尸體組織并且可以產生60℃以上高溫，從而殺死病原微生物，最終產生的腐質化產物可以作為有機肥使用。堆肥的方式成本低廉，易于實施而且能夠進行大規模處理，但是需要較大的場地，周期較長，而且堆肥過程中會產生甲烷、氨氣和一氧化二氮，污染空氣的同時也降低了堆肥產物的資源化利用率，這種方式在國內正在減少使用。

4 堿解法

堿解法是目前歐盟最常用的方法之一，畜禽尸體在投入到特定的堿解設備后，高溫高壓條件結合強堿（KOH或NaOH）可以將尸體的蛋白質，脂肪等有機物分解成氨基酸、甘油等小分子物質，過程中的高溫高壓以及強堿條件幾乎可以消滅所有的病原微生物，生物安全性極高，堿解法的產物是堿性廢水和固體殘渣，廢水的pH大約在10.3～11.5之間，所以在排放之前需要經過特殊處理以滿足當地的廢水排放標準。不過，有研究表明堿解液中富含氮、磷、鉀等成分，將其適當稀釋后加入微生物菌劑進行降解，處理后的產物可以作為液體肥料，一些骨骼組織產生的固體殘渣也可以作為有機肥使用。這種方法成本偏高，在國內尚未推廣，相關的技術工藝以及設施設備還需要加強研發。

5 厭氧消化法

厭氧消化法是在厭氧條件下利用厭氧微生物對畜禽尸體進行降解，過程中畜禽尸體中的蛋白質，脂肪和碳水化合物會被分解成氨基酸，脂肪酸和糖類，這些物質最終會被降解產生甲烷和二氧化碳，甲烷用作燃燒或發電使用。厭氧消化法也分為干法消化和濕法消化，主要區別在于固體含量，干法處理的固體含量在20%～40%之間，而濕法處理在10%～15%，國內外規模化的沼氣工程多采用濕法厭氧消化技術，但會產生大量的沼液，而且設備設施占地面積大，運行費用高。干法處理相對于濕法處理的優勢在于成本更低，用水量更少，產生的沼液更少，設備運行也更加穩定，所以在國內干法處理的使用在不斷增加。厭氧消化法可以將病死畜禽尸體與糞便或者其他廢棄物一同處理，可以提高甲烷的產量，不過要想產生足夠多的甲烷，就需要一次性投入更多的成本，而且畜禽尸體降解所產生的氨氮濃度會影響甲烷的產量，在工藝控制方面要求較高。

6 水熱處理法

這種方式通常在250～374℃的水中，4～22 MPa的壓力下進行，不過也有研究表明對病死畜禽的最佳反應溫度為150～190℃，反應過程中病原微生物會被完全消滅，畜禽尸體會水解成氨基酸和生物油等高附加值產物，目前通過改良發展出了微波水熱處理，微波與水和其他偶極有機物的電磁耦合有助于快速加熱，使水解效率更高。此外，畜禽尸體水熱預處理與厭氧消化的方式相結合可以用于生產沼氣，不過在結合處理的過程需要控制水熱處理時的溫度，有研究表明水熱預處理溫度控制在140～180℃時能夠產生更多的沼氣。目前水熱處理法在處理廚余垃圾、城市污泥等方面應用更多，在病死畜禽尸體處理方面尚處于研究階段，有待進一步發展。

7 總結

從經濟成本，無害化效果以及資源化程度方面綜合考慮，高溫生物降解法更適合推廣應用于不同規模的養殖場。目前針對畜禽尸體的無害化和資源化處理已經開發出了越來越多的技術手段，新型的處理工藝以及處理設備的使用對日常養殖過程中產生的病死畜禽尸體能夠實現快速處理，但是在設施和工藝方面仍需要進一步改進，降低處理成本。此外，在應對大規模疫情暴發所產生的大量病死畜禽尸體時，這些方法仍有其局限性。所以，從戰略角度考慮，部分傳統方法在大規模處理病死畜禽尸體方面有其獨特的優勢，仍然有必要進一步深入研究并解決其無害化程度低以及環境污染問題，從而能夠全面地應對不同場景下產生的病死畜禽尸體。