CN104107827B - 无害化处理动物尸体的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无害化处理动物尸体的方法和设备，将动物尸体在蒸煮装置中进行高温蒸煮后，送入粉碎装置进行粉碎；粉碎后的物料调节至酸化浓度、温度条件后，进行酸化；将酸化后的物料进行厌氧消化；对厌氧消化后的固体进行脱水干燥。本发明提供的无害化处理动物尸体的设备和方法，能够解决区域内规模化、无害化集中处置病害动物的问题，提高了处置的规范性，降低处置成本、安全和环境风险，规模化处置能力高，可连续稳定运行，能够满足重大疫情等情况下的处理需求。

Description

无害化处理动物尸体的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种动物尸体处理方法和设备，尤其涉及一种处理成本低、环境风险小的处理方法和设备。

背景技术

随着生活水平的提供，我国养殖业得到了迅猛发展，尤其是随着农业科技发展和区域养殖密度的增加，以及禽流感等病毒传播，产生了越来愈多的病害动物的尸体，但还是目前我国病害动物的处理却仍于起步阶段，常用的对病害动物尸体及其产品处理方法主要是掩埋法、焚烧法和化制法。

掩埋法适用于一般农村偶发性病害动物的处置，我国《病害动物和病害动物产品生物安全处理规范》要求掩埋前应对动物尸体焚烧处理，并以2cm生石灰铺底，掩埋后病害动物应距地表1.5m以上，掩埋地址应远离学校、公共场所、水源地、河流等。

焚毁是将病害动物尸体、病害动物产品投入焚烧炉或用其他方式烧毁碳化；焚烧系统需配套助燃系统和烟气净化系统，其中烟气排放需符合GB16297-1996标准的要求。

化制法包括高温蒸煮、碱解法。高温蒸煮通常工艺要求在湿化机内蒸煮8h以上，主体设备包括高温高压灭菌处理罐、粉碎系统、智能传输系统；碱解法使用强碱性溶剂溶解生物组织，并利用罐中高温高压加速反应进行，碱解工艺一般需要6h左右，一般适用县级以下地区疫情处理、大专院校、科研院所生物实验室、疫控中心、检验、检疫部门等。

虽然以上工艺都很有成效，但在应用上还暴露出以下弊端：

1)掩埋法动物尸体埋入地下，存在暴露隐患和环境风险；此外在偏远地区实施规范性差，在规模养殖区域适用性差，并且缺少掩埋土地；

2)焚烧法效果好，但投资成本与运行费用较高，焚烧设备还不是很普及；

3)就化制法来讲，国内一些地区已建成湿化法处理动物的项目案例，但运行状况欠佳，主要问题包括：湿化工艺本身存在恶臭废气难收集处理和废水排放不达标现象，污染周边环境，恶臭扰民；恶臭气体主要来源是湿化后干化过程中有恶臭气体排放以及输送过程中残渣发臭等；湿化过程采用外来商品蒸汽，造成单位重量动物尸体处理成本高；传统湿化工艺产生的干固体直接农业利用产生会烧苗，流入饲料市场存在较大的安全隐患，造成不可估量的社会负面影响，隐患期不易发现和监管。

发明内容

针对目前病害动物尸体处理现有技术所存在的问题，本发明提供了一种集中规模化处理病害动物尸体的装备和方法，能够解决区域内规模化集中处置病害动物的安无害化处置的问题，提高处置规范性，降低处置成本、安全和环境风险。

本发明第一个方面提供了一种无害化处理动物尸体的设备，包括：

——蒸煮装置：包括蒸煮罐，蒸煮罐设有加热部件对罐内进行加热，并设有液体排出口以及固体排出口；蒸煮罐的液体排出口均连接至油水分离器；

——粉碎装置：包括料斗和粉碎机，分别用于接收蒸煮装置中的物料和对物料进行粉碎；

——浓度调节装置：接收粉碎装置中粉碎的物料，并进行浓度调节；

——水解酸化装置：接收浓度调节装置中的物料，并进行酸化；

——厌氧消化装置：接收水解酸化装置中的物料，并且进行厌氧消化；厌氧消化装置还设有消化尾气排放口、排泥管，尾气排放口连接至气柜或燃气锅炉；

——干燥设备：接收厌氧消化装置排泥管排出的物料，并进行干燥。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，粉碎装置、浓度调节装置、水解酸化装置、厌氧消化装置、干燥设备之间依次通过封闭的物料输送管道相连通。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，还包括运输装置，用于将待处理物料运送给蒸煮装置。

更优选地，运输装置至少包括一个箱体，箱体的至少部分箱体壁为镂空结构。

更优选为箱体壁均为多孔结构，孔的孔径可以是优选为1-10mm，更优选为2-7mm，更优选为3-5mm。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，蒸煮装置还设有气体排放口。更优选地，蒸煮装置的气体排放口连通油水分离器的内盘管。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，油水分离器的油脂出口连接储油罐。

更优选地，油水分离器的的出水口连接至浓度调节装置。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，粉碎装置至少包括两级粉碎装置。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，浓度调节装置设有隔油装置，用于将粉碎装置送出的物料进行除油处理。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，浓度调节装置底部设有连通水解酸化装置的管道。

更优选为在浓度调节装置底部与水解酸化装置之间的管道上设有换热设备，换热设备设有冷水管和热气管，热气管与管道连接。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，浓度调节装置和水解酸化装置之间还设有温度调节池，用于将浓度调节装置送出的物料进行温度调节。

更优选地，浓度调节装置底部管道连接至调节池，调节池底部管道连通至水解酸化装置。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，厌氧消化装置包括中空腔体，中空腔体内竖直设置有搅拌轴，环绕搅拌轴设置有转刷，转刷倾斜设置在转轴上。

更优选地，转刷与搅拌轴之间的夹角优选为5-40°，更优选为5-25°，更优选为10-20°，更优选为13-18°。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，厌氧消化装置设有消泡系统。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，厌氧消化装置设有破渣系统。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，厌氧消化装置设有换热器，换热器通过厌氧消化装置的壁与厌氧消化装置内部进行热量交换。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，厌氧消化装置的消化尾气排放口连接至燃气锅炉的燃烧部分。

更优选地，燃气锅炉的蒸汽出口通过管道连接至蒸煮装置。

更优选地，燃气锅炉的入水口连接换热设备的冷水管。

更优选地，厌氧消化装置的消化尾气排放口与燃气锅炉之间，还设置脱硫设备。

其中脱硫设备可以是采用生物脱硫和/或干式脱落设备，并优选为生物脱硫和干式脱硫设备串联。

更优选地，厌氧消化装置的消化尾气排放口与燃气锅炉之间，还设置储气设备。更优选地，储气设备设有暗火燃烧装置。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，干燥设备与厌氧消化设备之间还可以设置有储泥池。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，干燥设备包括脱水部分和干燥部分。

其中，干燥部分包括圆盘干化机、引风机，圆盘干化机内包括物料腔室和加热管，物料腔室设有干渣出口和气体出口，物料腔室的气体出口连接至引风机。

更优选地，加热管与燃气锅炉的蒸汽出口连通。

更优选地，在圆盘干化机气体出口和引风机之间还可以设置有除尘器、冷凝器中的任意一种或几种。

其中，脱水部分的出水口还可以连接至浓度调节装置。

在本发明第一个方面的一种优选实施例中，本发明上述任意一种装置均可以设有气体出口，并且气体出口均可以连接至除臭装置。可以是连接至同一个除臭装置，或者连接至不同的除臭装置。

如蒸煮装置、粉碎装置、圆盘干化机等均设有气体出口，并且气体出口连接至除臭设备。

其中，除臭设备包括引风机、除臭室，除臭室内依次设置有填料和生物滤料，除臭设备还包括水箱，水箱连接至除臭室的喷头。

本发明第二个方面是提供一种无害化处理动物尸体的方法，包括：

——将动物尸体进行高温蒸煮，其中蒸煮温度在150-200℃范围内，蒸煮压力在0.5-1.5MPa范围内，蒸煮时间为0.7-1.5天/吨动物尸体；

——将蒸煮后的固体物料进行粉碎；

——粉碎后的物料调节至酸化浓度、温度条件后，进行酸化，酸化至pH值为2-6之间；

——将酸化后的物料进行厌氧消化，其中，消化温度为50-60℃，时间为3-4天/吨动物尸体；

——厌氧消化后的固体进行脱水干燥。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，蒸煮温度优选为160-190℃，更优选为170-180℃。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，蒸煮压力优选为0.8-1.2MPa，更优选为0.9-1.1MPa。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，蒸煮时间优选为0.8-1.2天/吨动物尸体，更优选为0.8-1天/吨动物尸体。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，还包括将蒸煮后的油水混合物进行油水分离的步骤，该油水分离步骤可以与蒸煮后的任意步骤同时进行或单独进行实施。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，粉碎步骤中优选为将物料粉碎至粒径为≤10mm，更优选为≤8mm，更优选为≤5mm。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，粉碎步骤分为一级粉碎和二级分粉碎步骤。其中，一级粉碎步骤将物料粉碎至粒径2-10cm，更优选为4-9cm，更优选为5-8cm。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，酸化浓度优选为5-15％DS，更优选为8-12％DS(其中，％DS指的是固体质量含量)。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，酸化温度优选为50-60℃，更优选为52-58℃，更优选为54-57℃。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，酸化后pH值优选为3-6，更优选为3-5。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，厌氧消化过程中，温度优选为52-58℃，更优选为53-56℃。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，厌氧消化过程中，消化时间优选为3.5-4天/吨动物尸体。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，厌氧消化过程中，通过搅拌设备进行搅拌，搅拌设备包括竖直搅拌轴、以及环绕搅拌轴倾斜设置的转刷。

其中，转刷与所示搅拌轴之间的夹角优选为5-40°，更优选为5-25°，更优选为10-20°，更优选为13-18°。

其中，搅拌轴转动速度优选为0.2-1.5转/分钟，更优选为0.3-1.3转/分钟，更优选为0.5-1转/分钟，更优选为0.7-0.8转/分钟。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，厌氧消化过程中产生的沼气用于燃气锅炉的加热，更优选地，将燃气锅炉加热产生的蒸汽用于蒸煮其它待处理的动物尸体。

在本发明第二个方面的一种优选实施例中，还可以包括将任意步骤所产生的气体进行除臭的步骤。其中，除臭步骤可以是单独实施，或者与后续步骤同时进行。

本发明上述内容中，的动物尸体可以是因疾病或其它原因导致的死亡的动物尸体，如因极端气候、自然灾害、捕杀等各种原因导致死亡的动物尸体。并优选为病害动物的尸体，病害动物如病死猪、牛、羊、鸡、鸭、各种宠物等，并且对城市其它有机质——如生活垃圾、污泥等也具有兼容性。

本发明提供的无害化处理动物尸体的设备和方法，能够解决区域内规模化、无害化集中处置病害动物的问题，提高了处置的规范性，降低处置成本、安全和环境风险，规模化处置能力高，可连续稳定运行，能够满足重大疫情等情况下的处理需求。

附图说明

图1为本发明最优选实施例中无害化处理动物尸体设备结构示意图；

图2为本发明一种优选实施例中除臭装置结构示意图；

图3为本发明一种优选实施中运输装置结构示意图；

图4为本发明一种优选实施例中蒸煮装置结构示意图；

图5为本发明一种优选实施例中粉碎装置结构示意图，其中图5A为正视图，图5B为侧视图；

图6为本发明一种优选实施例中厌氧消化装置结构示意图，其中，图6A为总体结构示意图，图6B为转刷结构示意图；

图7为本发明一种优选实施例中干燥设备结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明的无害化处理动物尸体的设备和方法如下：

病害动物尸体送入集中化处置厂后，直接通过抓抱机投入运输装置中，如图3所示，运输装置包括牵引车102和车厢101，车厢101中设有镂空网状箱体，网格直径3-5mm，不锈钢材质，有效容积2m³。镂空网状箱体可以是可拆卸设置或者固定设置，并且镂空箱体可以直接置入蒸煮装置1中，或者通过车门将动物尸体转入蒸煮装置1中。

如图4所示，蒸煮装置1中包括蒸煮罐104，在蒸煮罐104内进行高温高压蒸煮，温度为160-190℃，压力0.8-1.2MPa，每批次处理量约6t，蒸煮时间约5-6h。灭菌指数≥log6标准。蒸煮后产生的油水混合物从底部液体排出口送入油水分离器105进行油水分离。油脂送入储油罐106，集中外运，可用于制造工业油脂、肥皂，或用于精炼生物柴油。分离出的水可直接送入浓度调节装置21，用于后续步骤的浓度调节。

蒸煮装置还设有蒸汽管或水管，用于对蒸煮设备中的各种装置进行清洗，对于要求较高的装置，水或者蒸汽可通过消毒罐103进行消毒后使用。

蒸煮过程产生的尾气从顶部气体排出口排出，通过油水分离器的中间盘管，进行热交换冷凝后送入除臭装置。参照图2，尾气由引气泵92送入除臭室，水箱93内的水通过循环水泵95送至除臭室的顶部，通过喷头喷淋。除臭室内被隔板分为两个腔室，两个腔室底部连通，第一腔室91内设置有塑料填料911(加湿床)，第一腔室内喷淋的水在内水箱94内收集后可送回水箱93循环使用或排出。尾气通过塑料填料911(滤床)后由底部进入第二腔室90，通过生物滤料901除臭后排出。

蒸煮装置中剩余固体物料通过固体排出口送出。

如图5A所示，粉碎装置2包括料斗201、料斗下方的一级粉碎部分202、一级粉碎部分202下方的二级粉碎部分203，粉碎部分通过螺杆泵204驱动。

料斗201采用自动液压舱盖，批次接料后自动关闭。料斗四周还可以布设冲洗水管，一方面可以冲洗粉碎装置，并兼以调节物料浓度，方便粉碎。

一级粉碎部分为双轴回转式剪切型，将固体物料初步破碎切割至5-8cm，二级粉碎部分的转子带有15×2把转刀，V形安装角，切割形状为X型，破碎后的粒径控制在5mm左右，提高了厌氧消化的反应率，对病害动物的处置有适应性。破碎系统还可以设有用于方便检修的爬梯205。

粉碎后的物理泵送至浓度调节装置21，调节装置前可以设置小型隔油器，以进一步回收物料中的油脂。经过湿化粉碎后的物料，优选为经管道密闭输送进入后续系统，避免了多环节转运产生的“跑冒滴漏”二次污染，恶臭气体被收集处理，现场环境卫生得到保护。

在浓度调节装置内，将物料浓度调节至大约10％DS，通过换热器9冷却后送入温度调节装置22，将温度调节至合适的温度，如55℃。但是应当理解的是，温度调节装置22可以不存在，比如后面水解酸化装置3具有温度调节功能的情况下。

物料在水解酸化装置3中进行酸化，酸化至pH值在3-5范围内。酸化后的物料送入厌氧消化装置4进行消化。高温厌氧工艺本身可以高效杀灭有害微生物，在直接湿化工艺后增加了一道保障手段。

如图6所示，厌氧消化装置4包括腔室40，搅拌轴41和转刷42。搅拌轴41竖直设置有腔室40内，并通过腔室顶部电机401驱动，转速设置为0.5-1转/分钟。转刷与搅拌轴有一定的倾角，如图6B所示，第一根转刷与最后一根转刷正视图方向夹角为31°。转刷通过轴的转动搅拌消化液，该搅拌装置具有电耗低，搅拌充分，对高浓度厌氧消化适应力强等优点。

厌氧消化装置4单体有效容积1100m³，有机负荷2.5kg·VSS/m³·d，消化温度54±1℃，消化降解率80％，产气率1.0m³沼气/kg有机物，也可变形设计为两座池体或3座形式，池底互相连通。

厌氧消化系统配置泥水热交换器，在消化罐外设置有循环回路，经过泥水热交换器，对循环物料进行加热，保证高温厌氧发酵温度。厌氧消化罐设有破渣消泡系统，用于有效避免厌氧罐顶部结壳，并消除泡沫。厌氧罐底部设有排砂管口403，用以定期排放沉积物，通过吸污车清运。

厌氧消化过程中产生的沼气浓度约65％左右，此外还包括CO₂、H₂S、NH₃等气体，其中硫化氢浓度约4000-10000ppm，沼气由尾气排放口402送入脱落设备72进行沼气净化。沼气净化采用生物脱硫和干式脱硫串联组成；生物脱硫工艺是一种在常温常压下，利用硫杆菌和丝硫菌属在新陈代谢过程中吸收硫化氢并将其转化为硫单质从而实现沼气脱硫的技术。利用该工艺进行沼气脱硫，能使硫化氢去除效率达95％以上。干式脱硫装置内置石灰固体，作为对生物脱硫的补充，脱硫后气体中硫化氢浓度低于200ppm，达到《锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2001)》的规定。

脱硫后气体进入气柜7，运行压力10～20mbar，配套鼓风机等附件。气柜容积不小于500m³，多余气体通过全封闭暗火火炬71焚烧处置。

气柜7中的气体最终进入燃气锅炉8焚烧。燃烧锅炉产生的蒸汽送入蒸煮装置1中用来进行后面投入的动物尸体的蒸煮。

冷水通过换热器9与高温物料进行热交换，将高温物料进行预冷，水被预热后送入燃烧锅炉8进行加热。

混合物料在厌氧消化装置4内停留22d后，剩余污泥通过排渣孔进入储泥池5，进行初步浓缩，浓缩污泥通过脱水部分61进行离心脱水后，含水率降低至80％左右，最终进入干燥部分62干化成含水率30％左右颗粒农用或园林绿化使用。

如图7所示，浓缩污泥通过离心脱水机603进行脱水，由水平输送装置602送入圆盘式干化设备601，圆盘式干化设备601的热源来自燃气锅炉8的蒸汽，蒸汽冷凝后返回燃气锅炉8进行加热，或者送至浓度调节装置21。

干化过程中产生的尾气由引风机905抽出，经过除尘器604和冷凝器605之后送入除臭装置606进行除臭，经除臭后的气体达到恶臭气体二级排放标准排放。由于圆盘污泥干化工艺系统负压运行，无臭气外逸，环境卫生好。

离心脱水机603进行脱水后的沼液送入沼液池63，可以作为液体肥料使用，或者将干化产生的尾气余热回收后作为水解消化装置3、厌氧消化装置4的保温水，节能环保。

本发明兼纳了湿化、消化、和干化工艺，对病害动物无害化处置提出了一条新的可行的处置方法；重点在于引入消化工艺，消化产生的沼气经燃烧产生的蒸汽用于病害动物湿化处理，完全能够满足湿化所需的蒸汽用量，减少了商品蒸汽消耗量。平均吨病害动物的直接处理费用低于350元/吨。

病害动物常规处理工艺产生的肉骨粉直接作肥料施用容易烧苗，经过本发明方法处理后，最终固体产物是优质肥料，可直接施用。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种无害化处理动物尸体的设备，包括：

——蒸煮装置：包括蒸煮罐，所述蒸煮罐设有加热部件对罐内进行加热，并设有液体排出口以及固体排出口；所述蒸煮罐的液体排出口均连接至油水分离器；

——粉碎装置：包括料斗和粉碎机，分别用于接收所述蒸煮装置中的物料和对物料进行粉碎；

——浓度调节装置：接收粉碎装置中粉碎的物料，并进行浓度调节；

——水解酸化装置：接收浓度调节装置中的物料，并进行酸化；

——厌氧消化装置：接收水解酸化装置中的物料，并且进行厌氧消化；所述厌氧消化装置还设有消化尾气排放口、排泥管，所述尾气排放口连接至气柜或燃气锅炉；

——干燥设备：接收厌氧消化装置排泥管排出的物料，并进行干燥，所述干燥设备包括脱水部分和干燥部分；

——脱硫设备：所述脱硫设备设置于所述厌氧消化装置的所述消化尾气排放口与所述燃气锅炉之间，所述脱硫设备为生物脱硫和干式脱硫设备串联；

——除臭设备：接收上述装置排出的气体，所述除臭设备包括引风机、除臭室和水箱。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括运输装置，用于将待处理物料运送给所述蒸煮装置。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述运输装置至少包括一个箱体，所述箱体的至少部分箱体壁为镂空结构。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述浓度调节装置底部设有连通水解酸化装置的管道，所述浓度调节装置和所述水解酸化装置之间还设有温度调节池和/或换热设备。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述厌氧消化装置包括中空腔体，中空腔体内竖直设置有搅拌轴，环绕所述搅拌轴设置有转刷，所述转刷倾斜设置在转轴上。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述转刷与搅拌轴之间的夹角为5-40°。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述厌氧消化装置的消化尾气排放口连接至所述燃气锅炉的燃烧部分。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述燃气锅炉的蒸汽出口通过管道连接至所述蒸煮装置。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述干燥设备包括脱水部分和干燥部分，所述干燥部分包括圆盘干化机、引风机，所述圆盘干化机内包括物料腔室和加热管，所述物料腔室设有干渣出口和气体出口，所述物料腔室的气体出口连接至引风机。

10.一种利用权利要求1-9任意一项所述无害化处理动物尸体的设备的无害化处理动物尸体的方法，其特征在于，包括：

——将动物尸体进行高温蒸煮，其中蒸煮温度在150-200℃范围内，蒸煮压力在0.5-1.5MPa范围内，蒸煮时间为0.7-1.5天/吨动物尸体；

——将蒸煮后的固体物料进行粉碎；

——粉碎后的物料调节至酸化浓度、温度条件后，进行酸化，酸化至pH值为2-6之间；

——将酸化后的物料进行厌氧消化，其中，消化温度为50-60℃，时间为3-4天/吨动物尸体；

——厌氧消化后的固体进行脱水干燥。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将蒸煮后的油水混合物进行油水分离的步骤。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述粉碎步骤中将物料粉碎至粒径为≤10mm。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述酸化浓度为5-15％DS；酸化后pH值为3-6。