CN114394876A

CN114394876A - 疫情病死动物无害化处理及资源化利用方法

Info

Publication number: CN114394876A
Application number: CN202111624383.6A
Authority: CN
Inventors: 杨素芬; 刘蕊; 谷利敏; 武盼盼; 朱涵静; 黄蓓; 罗迎娣; 乔桂芳; 王延花; 张雪花; 汪敬恒
Original assignee: HENAN CHEMICAL INDUSTRY RESEARCH INSTITUTE CO LTD; Henan Academy of Sciences
Current assignee: HENAN CHEMICAL INDUSTRY RESEARCH INSTITUTE CO LTD; Henan Academy of Sciences
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-04-26

Abstract

本发明公开了一种疫情病死动物无害化处理及资源化利用方法。旨在解决现有技术中疫病死亡动物无害化处理不彻底、难以低成本的资源化利用等问题。本发明将动物残体冷冻粉碎后进行加热、搅拌，对物料初步灭菌，回收蒸出的油脂，剩余物料进入无害化处理罐高温高压下二次灭菌并回收油脂后，加入高效生物复合处理剂进行生物降解，所得残渣用无烘干法制作有机肥或者有机‑无机复合肥。本发明综合采用物理及生物化学相结合的方法，将冷冻粉碎后的动物残体充分灭菌、杀毒，生物降解，经无害化处理后的产物作为为制备有机肥或有机‑无机复混肥的有机原料，实现了资源化循环利用，安全环保，运行成本较低。

Description

疫情病死动物无害化处理及资源化利用方法

技术领域

本发明涉及资源回收利用技术领域，具体涉及一种疫情病死动物无害化处理及资源化利用方法。

背景技术

动物尸体尤其是不明死因的动物尸体存在极大的危险，烈性传染病、毒物极有可能潜在于这些尸体中，不予以处理或处理不当都会引起扩散、传播。有些养殖户甚至低价出售病死动物以减少损失，导致病死动物间接通过多种途径流向餐桌，人食用后可直接受到病原体的感染或毒素的危害，威胁人类的生命安全。病死动物尸体腐烂变质，不仅会污染空气，还会污染土壤和水源，造成严重的生态环境危害。

目前，常见的对疫情病死动物残体无害化处理方法有：掩埋法、焚烧法、化制法和高温生物降解法等。高温焚烧虽能够保证对病原体的充分灭杀，但需消耗大量能源，同时焚烧会产生浓烟、臭味，严重污染环境；掩埋方法虽然简单、方便、成本投入少，但占用场地大，一般使用漂白粉、生石灰等进行消毒，灭菌效果不太理想，容易造成土壤、地下水污染；化制法是对动物尸体经过高温高压灭菌处理，实现油水分离，处理后成品可再次利用，但现有此类方法设备投资成本高，占用场地大，化制产生废液污水，需进行二次处理，不能满足安全、环保、经济的处理要求；而高温生物降解法是利用微生物分解转化有机物质的能力，在降解罐内通过对病死动物进行分切、绞碎、发酵、高温杀菌、干燥来实现处理，但现有的此类方法仍然存在消毒灭菌不彻底、资源化利用不充分等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种疫情病死动物无害化处理及资源化利用方法，以解决现有技术无害化处理不彻底、难以实现充分的资源化利用等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

提供一种疫情病死动物无害化处理方法，包括如下步骤：

（1）收集疫情病死动物残体，冷冻后粉碎（物料粒径≤70cm）；

（2）将粉碎后的动物残体放入容器内加热蒸馏（100～110℃），进行初次灭菌消毒，并分离回收蒸出的油脂；

（3）向经初次灭菌消毒所得的动物残体物料中按1：0.6～1.5的质量混入载体物料后，置生物降解罐中于1.5～1.8个标准大气压、120～135℃下高温处理2～6小时，去除油脂后并降温至60℃以下后按混合物料重量的8～12%向其中加入复合生物处理剂发酵3～7天，得无害化的有机基料；

生物复合处理剂组成成分的遴选和各种组成成分之间的配比决定着动物残体无害化处理的效果，经长期大量的试验研究与探索，本发明中优选的复合生物处理剂是由有机物料腐熟剂和十二烷基磺酸钠（能使蛋白质变性、分离、分散，以促进蛋白质分解转化为氨基酸）按1：0.8～1.2的质量比组成。所述有机物腐熟剂优选为河南省沃宝生物科技有限公司生产的3R有机肥发酵罐专用菌剂（含芽孢杆菌、木霉菌、酵母菌等，有效活菌数≥100亿个/克），能够使上述混合物料实现快速、充分彻底的发酵腐熟。

所述载体物料为锯末、粉碎秸秆、动物粪便、糠醛渣中的至少一种，以调节混合物料的碳氮比，为促进微生物快速繁殖的载体，并作为降解产物的吸附载体。

在所述步骤（1）中，按照病害动物和病害动物产品生物安全处理规范GB16548-2006 收集、储运病死动物残体。

提供一种疫情病死动物资源化利用方法，包括如下步骤：

（1）按照所述疫情病死动物无害化处理方法处理疫情病死动物获得无害化的有机基料；

（2）将所述有机基料单独或与过磷酸钙、硫酸钾、粉碎后的尿素均匀混合后，向其中加入吸水剂，继续搅拌、混匀；

（3）将上步所得混匀物料送至造粒机中喷水造粒；

（4）成粒后进行筛分，对符合粒径要求的成粒肥料陈化，水分含量达标后制成有机肥料或有机-无机复混肥。

在所述步骤（2）中，吸水剂为硫酸镁或/和硫酸钙（吸湿性好，能改善肥料特性，且其离子成分能够为作物吸收利用，不引入无效成分），其加入量为混合物料总重的0.08～0.125倍。

在所述步骤（3）中，造粒过程中喷水量为物料总重的10～15%。

与现有技术相比，本发明的主要有益技术效果在于：

1. 本发明综合采用物理及生物化学相结合的方法，将冷冻粉碎后的动物残体充分灭菌、杀毒，进行生物降解，经无害化处理后的产物作为制备有机肥或有机-无机复混肥的有机原料，充分实现了资源化利用，安全环保，且运行处理成本较低。

2. 本发明资源化利用方法采用无烘干法制备得到有机肥或有机-无机复合肥，节省了烘干和冷却工序，既减少了生产设备投资，又节约了能源，并充分利用了无害化处理后的剩余物料，实现资源循环利用。

3. 本发明所得有机肥或有机-无机复合肥营养成分全面、易被作物吸收利用的有效成分含量高、且肥效期长。

附图说明

图1为本发明实施例中所制得采用无烘干工艺生产的颗粒有机-无机复混肥样品。

图2为本发明实施例中不同肥料试验产品中游离水含量测定结果对比图。

图3本发明实施例中加水量的改变对产品粒径合格率的影响趋势图。

图4为本发明实施例中不同处理下的小麦扬花期长势情况对比图。

图5 为本发明实施例中施用有机-无机复混肥的玉米大田作物长势图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在以下实施例中所涉及的设备仪器如无特别说明，均为常规设备仪器；所涉及的试剂、原料如无特别说明，均为市售常规产品；所涉及的制备、检测方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例一：疫情病死动物无害化处理方法，包括如下步骤：

第一步：疫情病死动物冷冻粉碎后经高温将油脂蒸出，油脂被回收利用，即初次灭菌、油脂回收：

（1）首先严格按照病害动物和病害动物产品生物安全处理规GB16548-2006 收集、运输病死动物残体，对动物残体进行冷冻、粉碎（物料粒径≤70cm，利于后续生物降解更加充分、快速）。

（2）将粉碎后的动物残体放入容器内加热、搅拌，进行初次灭菌消毒，回收蒸出的油脂，剩余物料下步使用。

第二步：再次杀毒灭菌、生物降解反应

将初次灭菌回收油脂后的剩余物料按1:1的质量比参入粉碎秸秆（主要作用：调节发酵物料的C/N比、微生物繁殖依附载体及发酵产物吸附载体）后放入生物降解罐内，在1.6个标准大气压和130 ℃条件下高温处理3小时，去除多余的油脂，以彻底消除病原菌；降温至60℃以下后按混合物料：复合生物处理剂=9∶1的质量比（根据动物残体的来源不同，比例可适当调整）加入复合生物处理剂，发酵5天后得无害化的有机基料；所述复合生物处理剂由3R有机肥发酵罐专用菌剂（嗜热型，河南省沃宝生物科技有限公司生产）、十二烷基磺酸钠按1:1的质量比构成。

该处理过程所产生的水蒸气经冷凝处理后可直接排放，无烟、无恶臭、无污水等排放问题。

分别采集不同病因的病死猪10头，采集其病变组织做病原学检测，通过无害化处理后，再送检经无菌操作采集残渣样品经PCR进行检测结果如表1所示。

表

处理前后病死猪病原检测结果比较

。

由表1可以看出，因不同病因死亡的生猪，经过两步高温杀毒灭菌、生物降解无害化处理后，取样检查病原的杀灭情况，结果都呈阴性，证明病死猪经无害化处理后产物已完全消除了病原菌。

实施例二：资源化利用—有机肥或有机-无机复合肥的制备

由实施例一无害化处理后动物残体已完全分解成粉状残渣，其除含有大量的有机质氨基酸外，还含有大量的矿物质，动物体内各种矿物质组成参见表2，其中钙、磷占65％～75％。据18头不同年龄的阉牛空体成分(除去消化道内容物)分析，主要矿物元素平均含量见表2。

表2 动物残体成分含量

。

除上表矿物元素外，还含有微量的Fe、Cu、 Zn、Mn、Co、Se、Mo、F、Ni、V、Sn、Si、As等15种元素，这些都是农作物生长所必需的营养元素或有益元素，是生产有机肥或有机-无机复合肥料的优质原材料；加入适量N、P、K等营养元素，以经过无害化处理后的动物残渣为原料，可直接制备得到颗粒状商品有机肥或有机-无机复混肥料。

1. 有机肥或有机-无机复混肥的制备

将经过无害化处理后的疫情病死动物残渣单独（制备有机肥）或与过磷酸钙、硫酸钾、粉碎后的尿素（制备有机-无机复混肥）放入搅拌机中，混匀；然后加入吸水剂，继续搅拌、混匀；把混匀后的物料放入圆盘造粒机中，喷水造粒，成粒后进行筛分，把符合粒径要求的成粒肥料陈化，水分含量达标后即为肥料产品。

下面以制备有机-无机复混肥的过程进行试验验证。

2. 吸水剂的加入量对肥料产品含水量的影响

制备氮、磷、钾养分总含量为15%、有机质含量≥20%的粒状有机-无机复混肥；其中称取无害化处理后的动物残体1200g，尿素、过磷酸钙、硫酸钾共重1400g，且保持总量不变，吸水剂的加入量不同，造粒时喷撒入适量的水，得到粒状有机-无机复混肥产品，检测产品中的水分含量。

制得的肥料样品在常温环境下均放置24h后进行测定，其中有机-无机复混肥中游离水的测定按GB/T8576-2010真空烘箱法进行，结果见表3、图2。

表3 吸水剂加入量对含水量的影响

样品	吸水剂加入量（g）	产品粒径合格率（%）	含游离水（%）
				试验1	0	67.8	31.2
试验2	100	75.2	27.4
				试验3	200	78.8	20.3
试验4	250	82.2	14.4
				试验5	300	88.1	11.8
试验6	350	87.5	10.8
				试验7	400	87.1	10.1

从表3和图2可以看出，有机-无机复混肥不添加吸水剂时，游离水的含量最高，达到31.2%，添加吸水剂后，游离水的含量开始降低，且随吸水剂添加量的增加，游离水含量逐渐降低，当吸水剂添加量为300g时，有机-无机复混肥中游离水的含量为11.8%，已经小于标准中游离水含量≤12%的要求。继续增加吸水剂的加入量，虽然游离水的含量仍持续降低，但吸水剂的加入增加了成本核算。

综上所述，吸水剂的加入量300g（吸水剂与总物料的比约为1：10）较合适，既能使制成的成品有机-无机复混肥中游离水的含量达到标准要求，又可使产品的成本核算控制到最佳。

3. 吸水剂的加入量对肥料产品粒径的影响

从表3还可以看出，吸水剂的加入量对有机-无机复混肥的成粒也有影响，当吸水剂加入量≥300g时，有机-无机复混肥的粒径合格率分别为87%以上，但综合吸水剂的加入量对游离水含量的影响，吸水剂的加入量300g较合适，这和吸水剂的加入量对有机-无机复混肥的游离水含量的影响一致。

4. 造粒喷水量对肥料产品成球率的影响

在有机-无机复混肥的生产过程中，产品的成球率也是影响生产效率的一个重要因素，产品成粒率高，返料少，单位时间生产的产品较多，节约了生产成本，减少了能源消耗。有机-无机复混肥造粒过程中需要喷水作为成粒的粘接剂，而喷水量的多少直接影响到肥料产品的成粒率。喷水量过少，不成粒或者成粒粒径太小，粒径合格率低，水加入量过多，成粒过大，虽然肥料全由粉状变为粒状，但是粒径过大，仍为不合格粒径，粒径的合格率仍然很低。所以造粒过程中水的加入量的多少直接影响着产品粒径合格率。

制取氮、磷、钾养分总含量为15%，有机质含量为20%的粒状有机-无机复混肥。其中，称取实施例一种无害化处理后的动物残体1200g，尿素、过磷酸钙、硫酸钾共重1400g，吸水剂的加入量300g混合均匀；在造粒时改变水的加入量，考察水的加入量对肥料产品粒径合格率的影响。造粒喷水量见表4，随着喷水量的改变，粒径合格率变化如图3所示。

表4 喷水量对产品粒径合格率的影响

样品	水加入量（g）	产品粒径合格率（%）
			试验1	0	0（不成粒）
试验2	300	26
			试验3	350	35
试验4	400	46
			试验5	450	54
试验6	500	69
			试验7	550	86
试验8	600	81
			试验9	650	52

从表4和图3可以看出，在有机-无机复混肥造粒工序，随着喷水量增加，粒径合格率也随着增加，但水量增加到550g时，产品的粒径合格率最高，达到86%，之后随着喷水量的增加，成粒越来越大，粒径合格率也随着降低。综上所述，喷水量550g时，产品的粒径合格率最佳。

对由上述方法制备得到的有机-无机复混肥按照GB18877-2009有机-无机复混肥料标准规定的方法进行检测，结果如表5所示。其成品外观见图1。

表5有机-无机复混肥料产品样品检测技术指标

。

由于本产品有机质的来源是以经过无害化处理后的动物残渣为原料，通过多种综合的技术手段处理而制得，其有害病菌及病毒等全部杀灭，从产品样品的检测结果可以看出，以该方法制备的有机-无机复合肥料的各项技术指标均符合国家有机-无机复混肥料标准GB 18877-2009 Ⅱ型技术指标要求。同理，通过调整不同物料之间的配比，可生产出符合GB 18877-2009 Ⅰ型技术指标要求的有机-无机复混肥。同时产品中还含有多种中微量元素。

采用无烘干法工艺制备的有机肥产品样品，经检测，各项技术指标均符合农业有机肥料标准NY525-2012的技术指标要求。同时产品中还含有多种中微量元素。

由于本产品中有机质的主要来源是以经过无害化处理后的动物残渣为原料，其有害病菌及病毒等全部杀灭，因而产品中的蛔虫卵和大肠菌值等指标亦均符合NY884标准的要求。

实施例三：肥料田间试验

利用实施例二所得的无有机-无机复混肥，在中牟九龙镇祥付卢村的大田试验基地进行小麦-玉米轮作大田试验。

试验地概况：试验地土壤为黄河故道风积物上发育的沙质潮土，地形平坦，耕灌良好，作物种植模式主要以冬小麦-夏玉米轮作为主。试验地0～40 cm耕层土壤有机质及氮、磷、钾有效养分含量见表6。

表6 试验地土壤养分含量

。

试验设计：本试验共设3个处理，用量分别为：K1：不施肥料；K2：每亩施用100kg传统复合肥；K3：每亩施用100 kg有机-无机复混肥；小麦分基施60%和拔节期追施40%两次施入。小麦基肥在播种前随旋耕机播，追肥在小麦拔节期开沟条施。小麦收获后，种植玉米时施肥用量同小麦作基肥开沟条施。小麦品种为周麦18，2017年10月9日翻地后足墒播种，3叶期定苗，基本苗210万株/公顷，在冬前、追肥期、开花期和灌浆期共浇水4次，每次按照600m³/公顷水表计量浇水。玉米品种为浚单20，2018年6月5号小麦收获后贴茬足墒播种，5～6叶期定苗，密度为75000株/公顷。小区面积为3 m×10 m =30m²。随机区组排列，区组间50cm走道隔离，3次重复。整个生育期内按该品种高产栽培技术规程进行管理。

测定方法及项目

收获时取4m²测产，量取2m双行长样段, 测定穗数、千粒重、穗粒数等产量要素指标。

利用Excel 2003和DPS软件进行数据分析，采用Duncan新复极差法对数据进行显著性检验。

试验结果

1.不同处理的小麦长势情况对比

由图4可以看出，在小麦扬花期，施用传统肥的小麦株下部叶片大部分枯黄（可能是由于脱肥所致），而施用本发明所述有机-无机复混肥的小麦株整体上茎秆粗壮，叶片墨绿，说明小麦生长中后期不脱肥，有利于光合作用和小麦灌浆。

2.不同处理对冬小麦穗数、穗粒数及粒重三要素的影响

小麦产量主要受亩穗数、穗粒数和千粒重等的影响，由表7可以看出，施用有机-无机复混肥处理的穗粒数、穗数和千粒重显著高于对照，和施用传统复合肥的相比，均有不同程度的提高，其中，千粒重差异显著，K3处理的千粒重最高，达到45.3g，由此可见施用有机-无机复混肥能够提高冬小麦的穗数、穗粒数和千粒重来实现增产，并且施用有机-无机复混肥能显著提高千粒重。

表7 不同处理对小麦产量构成因素的影响

处理	穗数（10<sup>4</sup>·hm<sup>2</sup>)	穗粒数	千粒重（g）
				K1	592b	26.7b	41.0c
K2	661a	30.5a	43.1b
				K3	669a	31.7a	45.3a

3.不同处理对冬小麦产量的影响

小麦收获后测产后，三个处理的小麦产量和增产量见表8。从表8可以看出，K3处理有机-无机复混肥的小麦的产量与施用传统复合肥和对照相比增产显著。不施用肥料的K1处理产量为6439kg·hm²，施用传统复合肥的K2处理产量为7521kg·hm²，施用有机-无机复混肥的K3处理亩产8334kg·hm²，K3相对于K1增产16.9%，K3相对于K1增产29.4%。综合以上数据可以看出，施用有机-无机复混肥比施用传统复合肥的小麦增产813kg·hm²，每公顷增收1951.2元（冬小麦2.4元/公斤），与未施用肥料的小麦相比，每公顷增产1895 kg·hm²。

表8 不同处理对小麦产量和增产率的影响

处理	产量 (kg·hm<sup>2</sup>)	增产量(kg/ hm<sup>2</sup>)	增产率（％）
				K1	6439c	-	-
K2	7521b	1082	16.9
				K3	8334a	1895	29.4

4.施用有机-无机复混肥的玉米长势情况

由5可以看出施用本发明所述有机-无机复混肥的玉米长势良好，茎秆粗壮，无病虫害现象，玉米双穗大小均匀；土壤疏松透气性，保肥保水效果好。

5.不同施肥处理对玉米产量性状的影响

玉米的产量主要取决于穗长、穗粒数和千粒重三要素，从表9中的数据可以看出，施用有机-无机复混肥和传统复合肥处理的玉米穗长、穗粒数和千粒重与未施用肥料的相比，均显著提高。K2 和K3处理的穗长、穗粒数和千粒重差异不显著。K3处理的穗长、穗粒数和千粒重与K2相比，均有不同程度的提高。其中，K3的玉米穗长达到19.6cm，这可能与玉米灌浆期玉米穗形长得粗大有直接关系。K3处理的玉米穗粒数和千粒重也是三个处理中最大的，分别是464.9粒和311.3g，可见施用有机-无机复混肥能够提高玉米的穗粒数和千粒重，从而使玉米的产量提高。

表9 不同处理对玉米产量性状的影响

处理	穗长（cm）	穗粒数	千粒重（g）
				K1	17.1b	388.5b	259.9b
K2	19.1a	461.1a	304.2a
				K3	19.6a	464.9a	311.3a

6.不同处理对玉米产量的影响

玉米收获后，三个处理的玉米产量和增产量见表10。从表10可以看出，未施用肥料的K1处理产量为6396kg·hm²，施用传统复合肥的K2处理产量为9153kg·hm²，施用有机-无机复混肥的K3处理产量为9987kg·hm²，K3处理显著高于对照和传统施肥。K3相对于K1增产56.1%，K2相对于K1增产43.1%。综合以上数据可以看出，施用有机-无机复混肥的玉米增产效果显著。施用有机-无机复混肥的玉米比施用传统复合肥的玉米每公顷增产834 kg·hm²，每亩增收1334.4元（玉米1.6元/kg），与未施用肥料的玉米相比，每亩增产公顷增产3591 kg·hm²。

表10 不同处理对玉米产量和增产率的影响

处理	产量(kg·hm<sup>2</sup>)	增产量(kg/ hm<sup>2</sup>)	增产率（％）
				K1	6396c	-	-
K2	9153b	2757	43.1
				K3	9987a	3591	56.1

综合小麦产量和玉米产量，由表9和表10可以看出，玉米的增产率明显高于小麦。可能是由于小麦茬肥料的后效与当季玉米肥效叠加所致。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是对相关方法、步骤及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims

1.一种疫情病死动物无害化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）收集疫情病死动物残体，冷冻后粉碎；

（2）加热蒸馏粉碎后的动物残体，进行初次灭菌消毒，并分离回收蒸出的油脂；

（3）向经初次灭菌消毒所得的动物残体物料中按1：0.6～1.5的质量混入载体物料后，置于生物降解罐中在1.5～1.8倍标准大气压、120～135℃下高温处理2～6小时，去除油脂并降温至60℃以下后按混合物料重量的8～12%向其中加入复合生物处理剂发酵3～7天，得无害化的有机基料；

所述复合生物处理剂由有机物料腐熟剂和十二烷基磺酸钠按1：0.8～1.2的质量比组成；所述载体物料为锯末、粉碎秸秆、动物粪便、糠醛渣中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的疫情病死动物无害化处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，按照病害动物和病害动物产品生物安全处理规范GB16548-2006 收集、储运病死动物残体。

3.根据权利要求1所述的疫情病死动物无害化处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，冷冻后粉碎后的物料粒径≤70cm。

4.根据权利要求1所述的疫情病死动物无害化处理方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述有机物腐熟剂为河南省沃宝生物科技有限公司生产的3R有机肥发酵罐专用菌剂。

5.一种疫情病死动物资源化利用方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按照权利要求1所述疫情病死动物无害化处理方法处理疫情病死动物获得无害化的有机基料；

（3）将上步所得混匀物料送至造粒机中喷水造粒；

6.根据权利要求5所述的疫情病死动物资源化利用方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，吸水剂为硫酸镁或/和硫酸钙，其加入量为混合物料总重的0.08～0.125倍。

7.根据权利要求5所述的疫情病死动物资源化利用方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，造粒过程中喷水量为物料总重的10～15%。