进境动物隔离场无害化处理设施的 研制与验证

　　摘要：为满足病畜尸体无害化处理的要求，考虑到进境动物隔离场处理病畜数量少、批次多、除害效果和环保要求高等因素，围绕尸体粉碎、处理压力、处理温度、处理时间、废气处理等技术要素，试制了一款新型的病畜尸体废弃物无害化处理系统设备。该设施中心温度≥140℃、压力≥0.4MPa、低温真空干燥3～4h、整个流程5h左右，并对设计参数、除害效果进行了全面验证。结果表明：该套设施可对病畜尸体及废弃物进行破碎、化制和真空干燥等综合处理，具有除害彻底、操作自动、时间短、环保等优势，适用于动物隔离场饲养场对病畜尸体及废弃物的无害化处理。

　　关键词：动物隔离场；病死畜禽；无害化处理；设施研制

　　近年来，我国养殖企业从畜牧业发达国家引进优良种畜已较为普遍。2010—2016年，仅上海口岸隔离检疫进境动物69批次，近万头。为有效防控国外动物疫病传入，我国建立了严格的动物隔离检疫制度，先后在北京、上海、广州、天津等地设立了4个国家级动物隔离场，并指定了相当数量的临时隔离场。动物在隔离期间病死或实验室检出国家禁止入境的一、二类传染病，都将对动物采取扑杀措施。为有效防控重大动物疫病，确保动物产品质量安全，农业部先后出台了《农业部关于进一步加强病死动物无害化处理监管工作的通知》《病死动物无害化处理技术规范》等系列文件，加强对病害动物无害化处理的监管，规定对病死或者死因不明的动物尸体必须进行无害化处理，彻底消灭其所携带的病毒和细菌。目前，国内常见的动物尸体处理方法有焚化、掩埋、发酵和化尸井处理法，这些处理方法均存在缺点，如易造成环境污染、收集运送扩散、无法确保彻底杀菌消毒、污染水资源及土壤等弊端。自2010年以来，机械方式的无害化处理设备开始推广应用，但仍存在操作环境开放、废气污染、除害效果不彻底、耗电成本高等问题，不能完全满足进境动物隔离场对防疫安全的需求。

　　为加强对无害化处理的监管工作，适应新形势下的环保要求，采用“尸体破碎+高温高压化制+真空干燥+废气处理”的技术路线，根据OIE和农业部的相关标准研制了一体化无害化处理设施，该设施具有除害效果彻底、消毒方便、符合环保要求、能耗更低等优点，全程密闭操作、外部控制系统、扎刀粉碎彻底、处理时间短、使用成本低等优势，具有较好的市场推广前景。

　　1.1.1　粉碎大小尺寸的确定。参考OIE法典11.4.19中对BSE病原感染性降低的技术要求，对含有反刍动物蛋白的肉骨粉制作的原料加热前粉碎到最大50mm。这样利于热穿透，保证杀灭效果和缩短处理时间。

　　1.1.2  压力温度参数的选择。OIE法典11.4.19条对降低肉骨粉中BSE感染性要求133℃以上、绝对压力0.3MPa大气压维持最少20min。本设施增加了高温高压同时搅拌的设施，保证了物料中心温度与压力的快速传递，且粉碎物体积小，所以将温度压力设定为处理物中心温度≥140℃，压力≥0.4MPa，可以保证灭菌杀毒效果更彻底。

　　1.1.3　处理时间的选择。《病死动物无害化处理技术规范》干化法要求处理时间4 h、湿化法为0.5h，但也注明具体处理时间随需处理动物尸体及相关动物产品或破碎产物种类和体积大小而设定。一体化无害化处理设施采用了物料搅拌技术，可以混合均匀升温，极大程度上缩短了物料中心温度达到设定值的时间。本设施采用干法化制，处理时间设定为30min。

　　无害化处理工艺流程参考徐进京，田晓军等人研制的设备进行了创新改进（图1）。物料（猪、牛、家禽等）通过提升机将物料提升入粉碎机密闭粉碎，粉碎输送入干化机内。物料装载完毕，电加热蒸汽发生器（功率60kW）产生的高压蒸汽进入干化机夹套及主轴，高温高压处理，油温190℃左右，处理物中心温度≥140℃，压力≥0.4MPa（绝对压力），保温保压30min，将物料（畜禽尸体、屠宰废弃物、孵化场废弃物）转化成肉骨粉及油。灭菌处理后，利用真空泵站，通过低温真空干燥的方式，进行3～4h的真空干燥，最终物料的含水量降至12%以下，含油脂30%左右。物料装满的情况下，整个流程5～6 h（时间可设定，如物料不满可视情况减少时间）。干燥后的物料通过输送蛟龙进入缓存仓暂存。处理过程中产生的VOCs气体，经过除尘器除尘、冷凝器降温、化学洗涤塔洗涤、臭氧灭菌后，达标排放。

　　动物尸体废弃物无害化处理设施如图2至图4所示，主要包括带上料机构的粉碎机、输送机、高温高压干化机、废气处理塔等设备。

　　通过直接观察、委托外单位操作过程参数计量、饲养场病死动物收集和实验室制样处理检测等过程对设施的技术参数与无害化处理效果进行检测与验证。

　　参考卫生部《消毒技术规范》（2002版），选择实验室保存的金黄色葡萄球（ATCC6538）、溶血性链球菌（ATCC21059）和枯草杆菌芽孢（ATCC9732）3种细菌进行悬液制备与污染样品制作。每份细菌悬液涂抹于购买的12份新鲜1/4猪胴体全表面并随机穿刺30～50次污染胴体内部，随后在污染胴体污染处切割约100g样品，每份酮体切割1份，留作阳性对照样品冷藏待用。

　　购买实验用健康小猪24头，隔离饲养，ELISA检测伪狂犬病毒、细小病毒均为抗体阴性，饲喂状态正常后选择实验室扩增的猪细小病毒（TCID50约为10-5.5）肌肉注射和伪狂犬病毒（TCID50约为10-6.5）鼻腔接种，每种12头。攻毒后每天采血进行PCR检测，阳性动物处死后取样及送机处理。

　　设定0.5h、1h、2h三个处理时间段，每次处理12份胴体（每菌4份）、8头猪（每毒4头），每次处理后终产物取样3份，进行细菌培养计数与病毒分离，同时检测未经处理的阳性对照样品。

　　粉碎后通过开盖检查，动物尸体被完全挤压粉碎，残留物尺寸大小低于50mm，达到粉碎要求（图5）。

　　在设施运行过程中，委托上海市计量测试技术研究院（华东国家计量测试中心）对相关设计参数进行了实时检测。依据JJF1030—2010恒温槽技术性能测试规范，使用标准铂电阻温度计和压力校验仪，该中心进行实时检测并出具检测报告016E12-30-100252。检测校准结论：设备操作界面显示值与实际检测校准值基本吻合，达到设施设定的处理温度与压力（表1）。

　　表1　温度压力检测报告

　　2.3  终产物质量检测

　　实验室采集处理后终产品，分别按照GB/T6435—2014、GB/T6433—2006进行水分、含油量质量检测，水分的质量分数为9.8%，脂肪为20%，最终处理产物水分与含油量指标符合原设计要求，可以直接处理，也可以用于发酵或者肥料制作。

　　2.4  除害效果的验证

　　2.4.1  田间收集病死动物的处理效果验证。对江苏、浙江和上海地区养猪场的死亡猪进行PCR 快速检测，有猪瘟阳性动物6头、链球菌阳性动物2头、蓝耳病阳性动物4头，共12头病死生猪的尸体，解剖取样后尸体送交隔离场进行无害化处理，终产物进行细胞培养病毒分离，盲传三代未发现特征性病变，第三代培养物PCR 检测阴性，链球菌分离阴性。

　　2.4.2  实验室制样与攻毒动物的处理效果验证。制备金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、枯草芽孢的猪胴体菌样与猪细小病毒、伪狂犬病毒病毒感染猪，进行无害化处理。按照处理时间设定为0.5h、1h、2 h3个时间段，每次处理样品为12份污染胴体、攻毒8头感染猪，对每次终产物取样3份进行检测，均没有发现相应病原体。同时对留存的36份细菌污染阳性对照样品和24份病毒攻毒阳性对照样品进行检测比对（表2）。

　　表2　细菌病毒验证结果

　　注：每次处理的阳性对照样品3、4的检测结果与1、2相同，本表不再单独列出

　　经过设施的操作验证与比较，本无害化处理设施系统具有以下特点与优势：

　　操作工艺流程实行机械化管路系统运作全程封闭，配套齐全，能自动完成大型动物尸体的上料、破碎和化制干燥。操作人员放好处理对象后关闭操作房间，在操作区外的中控室进行流程手动操作，通过观察窗观看设施运转情况。仅处理完成后出料和环境清洁消毒处理需要工作人员进入处理场所。

　　滚刀质量较大并沿圆周成螺旋错位安装，产生的惯性力可以起到飞轮的作用，降低能耗；进料口配有自动开闭的口盖，能有效防止动物破碎时产生污物向外飞溅。粉碎机盖子增加了自动喷淋设施，在粉碎完成后盖子带自动喷淋设施冲洗腔体及传送带，废水及残渣通过传输带以及底部带有渣浆压力泵的不锈钢管道二条途径泵入化制机进行高温灭菌处理。

　　空气抽取系统抽取废气，进行降温洗涤处理后进一步臭氧消毒与降解处理，在臭氧柜中进行废气的降解和消毒，达到无害与除味的双重目标。高温处理达到后采取放气、真空的方式迅速干燥，缩短操作时间，达到预期干燥效果。温度压力均可以方便调节，还可以依据处理量和特殊要求长时间维持。一般市场上处理设施都是120℃以下，该设施可到达油温190℃、内部温度150℃、中心温度140℃，处理效果理想。粉碎与干化处理可以单独操作。如果需要，可以先对干化机进行油温加热，缩短处理时间。

　　经过测算操作时间、水电以及人工等成本，处理１次的费用≤0.8元/J。

　　通过实验室病死动物收集与人工制作猪胴体菌样与攻毒感染猪，按照无害化设施的处理参数和操作流程进行了无害化处理，对终产物进行了相关细菌与病毒的检测。结果表明研制的进境动物隔离场病畜尸体废弃物无害化处理设施能够在半小时内彻底杀灭有关的动物病原体，处理效果安全高效，操作简便，适用于动物隔离场、饲养场对病畜尸体及其废弃物的无害化处理，满足安全防疫的需求。