吳志堅，吳志勇，徐曉云，張磊，余峰

（江西省畜牧技術(shù)推廣站，江西 南昌 330046）

近年來，我國生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，養(yǎng)殖數(shù)量逐年遞增，2014年全國生豬存欄46 583萬頭，出欄73 510萬頭[1]；規(guī)模養(yǎng)殖比重快速提高，2013年全國出欄500頭以上的養(yǎng)殖場超過25.5萬個，生豬規(guī)模養(yǎng)殖比重達40.8%[2]。生豬養(yǎng)殖數(shù)量的擴大必然引起生豬死亡數(shù)量的增加，根據(jù)資料，我國每年因各類疾病引起的豬死亡率為8%～12%，病死豬攜帶病原體，若未經(jīng)無害化處理便任意處置，不僅會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還可能引起重大動物疫情，危害畜牧生產(chǎn)安全，甚至引發(fā)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生事件[3]。我國現(xiàn)階段應(yīng)用較多的傳統(tǒng)病死豬無害化處理方式主要有深埋法、焚燒法和化尸窖法，這三種方法具有操作簡單、投入低、運行成本低等優(yōu)點，但也存在污染環(huán)境、占用土地和不可資源化利用等缺點。近年來，我國正在推廣堆積發(fā)酵法和高溫生物降解法處理病死豬技術(shù)，這兩種方式都具有可以對病死豬進行資源化利用、對環(huán)境基本無影響等優(yōu)點[4，5]，但由于養(yǎng)殖場主對這兩種方式接觸較少，對這兩種方式的技術(shù)指標(biāo)、處理效果、運行成本等還存在一些疑慮，國內(nèi)相關(guān)研究的報道也較少。本研究對堆積發(fā)酵法和高溫生物降解法處理病死豬進行了試驗研究，并對這兩種方式的處理效果、運行成本等進行分析比較，為廣大養(yǎng)殖場主選擇病死豬無害化處理技術(shù)工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 病死豬堆積發(fā)酵試驗

1.1.1 發(fā)酵場地。試驗在江西省新干縣某豬場進行，該場年出欄商品豬5 000頭，建有連排病死豬堆積發(fā)酵間，設(shè)有3個堆積發(fā)酵池，每個池寬3m，長4.8m，三面砌墻，墻體水泥抹面，高度2m，地面平整，做防滲處理，上面搭頂棚，防止雨淋日曬，四周有圍墻，防止外來動物進入。

1.1.2 操作流程。先在發(fā)酵池地面鋪一層厚30cm左右的鋸末，然后放置一層病死豬（體重大的死豬可以先解剖后再放入，避免尸體脹氣撐開覆蓋的鋸末），尸體距離墻壁25cm以上，豬尸體間保留20～30cm空隙，用鋸末填滿，再在尸體表面覆蓋一層20cm左右的鋸末；可隨時連續(xù)堆放病死豬，在發(fā)酵池堆滿病死豬后，再在表面蓋一層20cm左右的鋸末。試驗過程中要經(jīng)常灑水保持堆體濕度，防止表面干燥開裂。

1.1.3 試驗數(shù)據(jù)收集

1.1.3.1 投料情況。每次投放前記錄處理的病死豬種類、重量和添加鋸末的重量。

1.1.3.2 發(fā)酵溫度。將長針式溫度計插入堆體40cm左右，記錄100d內(nèi)堆肥發(fā)酵溫度。

1.1.3.3 病原微生物檢測。在堆積發(fā)酵結(jié)束時，分別采取堆體表面、30cm深處、60cm深處和90cm深處的堆料（含降解組織）送江西農(nóng)業(yè)大學(xué)相關(guān)實驗室進行病原微生物檢測。

1.2 病死豬高溫生物降解試驗

1.2.1 試驗設(shè)備。試驗在江西省新建縣某種豬場進行，該場存欄生產(chǎn)母豬800頭，年出欄生豬16 000頭，該場購置了北京某公司研制的病死豬高溫生物降解無害化處理設(shè)備，該設(shè)備每批次可處理病死豬150 kg。

1.2.2 試驗設(shè)計。把病死豬按大小分成A、B、C三組，A組為小豬組（30kg以下）；B組為中豬組（30～60kg），C組為大豬組（60kg以上），每組收集病死豬250kg左右，分二批進行處理，按設(shè)備的操作流程操作，按病死豬體重添加25%的鋸末、0.1%的發(fā)酵菌劑。

1.2.3 試驗數(shù)據(jù)收集

1.2.3.1 試驗記錄。詳細(xì)記錄A、B、C三組每批次病死豬處理的病死豬重量、投料情況、開始時間、結(jié)束時間、出料數(shù)量、處理效果和用電量等數(shù)據(jù)。

1.2.3.2 病原微生物檢測。分別對A、B、C三組兩個批次病死豬處理后的產(chǎn)物采樣，送江西農(nóng)業(yè)大學(xué)相關(guān)實驗室進行病原微生物檢測。

1.2.3.3 有機肥檢測。分別對A、B、C三組兩個批次病死豬處理后的產(chǎn)物采樣，送江西省分析測試中心做有機肥及重金屬相關(guān)項目檢測。

2 結(jié)果

2.1 堆積發(fā)酵處理病死豬結(jié)果

2.1.1 投料情況。本次試驗共處理病死豬2 488kg，添加鋸末1 719kg，占病死豬體重的69.09%，不添加發(fā)酵菌劑，詳見表1。

表1 處理病死豬的投料情況表kg

2.1.2 溫度變化。堆體內(nèi)部溫度變化情況：6d溫度達到50℃，7d溫度達到55℃以上，一直到70d溫度仍在50℃以上，見圖1。

圖1 堆體內(nèi)部溫度變化圖

2.1.3 病原微生物檢測結(jié)果。在試驗180d時，分別采集樣品做病原微生物檢測，經(jīng)病原基因檢測，未檢測到豬瘟、藍耳病、圓環(huán)病毒、偽狂犬病等病原微生物，結(jié)果見表2；經(jīng)細(xì)菌分離培養(yǎng)和PCR測序和序列分析，均未分離到病原菌，詳見表3。

表2 病原基因檢測結(jié)果

表3 細(xì)菌分離培養(yǎng)和PCR測序分析結(jié)果

2.2 高溫生物降解處理病死豬結(jié)果

2.2.1 投料及產(chǎn)出情況。本次試驗分6批共處理病死豬653.5kg，添加鋸末148.1kg，產(chǎn)出有機肥537.8kg，詳見表4；有機肥產(chǎn)出比例在投料總量（病死豬+鋸末）的58%～78%之間，平均為66.71±2.78%，小豬組、中豬組和大豬組分別為64.02±5.85%、71.36±6.30%、64.76±3.01%，中豬組明顯高于小豬組和大豬組，詳見表5；從圖2分析發(fā)現(xiàn)，有機肥產(chǎn)出比例和鋸末添加比例沒有明顯相關(guān)性。

表4 病死豬投料及產(chǎn)出情況表

表5 不同組別病死豬投料及產(chǎn)出情況表

圖2 鋸末添加比例和出料比例變化圖

圖3 用電量和投料重量變化圖

2.2.2 用電情況。本次試驗共進行6批，處理病死豬653.5 kg，用電417kW·h，平均每批處理病死豬108.92kg，用電 69.5kW·h，詳見表 6；理論上用電量和投料重量應(yīng)該正相關(guān)，但試驗表現(xiàn)不明顯，見圖3，分析可能是受病死豬解凍程度、設(shè)備初始溫度、環(huán)境溫度、運行模式和冷卻方式等影響。

表6 處理病死豬用電明細(xì)kg，kw·h

表7 病原基因檢測結(jié)果

表8 細(xì)菌分離培養(yǎng)和PCR測序分析結(jié)果

2.2.3病原微生物檢測結(jié)果。在每批次處理完畢時，分別采集樣品做病原微生物檢測，經(jīng)病原基因檢測，未檢測到豬瘟、藍耳病、乙腦病毒、細(xì)小病毒、偽狂犬病等病原微生物，結(jié)果見表7；經(jīng)細(xì)菌分離培養(yǎng)和PCR測序和序列分析，均未分離到病原菌，詳見表8。

2.2.4 出料有機肥及和重金屬檢測結(jié)果

在每批次處理完畢時，采集樣品按照有機肥料標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012做相關(guān)項目檢測，出料的有機質(zhì)、總養(yǎng)分含量（以干基計）分別為107.4±3.3%、6.26±0.83%，水分含量為45.23±0.71%，詳見表 9；重金屬砷、汞、鉻、鎘、鉛含量分別為 0.28±0.07、0.007±0.002、6.01±1.94、0.037±0.012、1.15±0.13 mg/kg，銅、鋅含量分別為 10.61±1.89、67.27±15.60mg/kg，詳見表 10。

表9 出料有機肥檢測結(jié)果%

表10 出料重金屬含量檢測結(jié)果mg/kg

3 討論

3.1 堆積發(fā)酵處理效果分析

試驗表明：采用不添加發(fā)酵菌劑利用鋸末作碳源堆積發(fā)酵處理病死豬，經(jīng)過180d左右可以將病死豬發(fā)酵降解（僅剩少量骨頭），經(jīng)采樣檢測豬瘟、藍耳病、圓環(huán)病毒、偽狂犬病等均為陰性，也未分離到病原菌，發(fā)酵過程中持續(xù)70d的50℃以上的高溫完全能將堆體中的病原微生物殺滅。Guan等[6]通過實反轉(zhuǎn)錄PCR法來研究口蹄疫病毒感染的豬尸堆肥對病毒的滅活效果，堆肥溫度分別在第10d和第19d達到50℃和70℃，樣本中的口蹄疫病毒在堆肥10d后失去活性，21d后被完全降解。病死豬堆積發(fā)酵技術(shù)操作簡單、臭味小、不污染環(huán)境而且出料可以資源化利用，處理病死豬安全、徹底，能夠滿足各種規(guī)模豬場的需求。

本試驗是利用自然環(huán)境中的土著菌發(fā)酵，且該發(fā)酵池為第一次使用，中間不翻堆，故需要堆積發(fā)酵的時間較長。據(jù)資料介紹，墊料中的碳氮比是影響微生物良好發(fā)酵的重要因素之一，新墊料由于未引進做為氮源的病死豬尸體，因此初始發(fā)酵速度較慢，添加部分利用過的墊料可以增加氮源，使發(fā)酵速度加快，但碳氮比減少到一定程度又會抑制發(fā)酵[7～9]；建議在以后的堆積發(fā)酵處理病死豬時，在鋸末中添加30%～50%以前用過的發(fā)酵出料，既可提高鋸末的利用效率，又可以提升發(fā)酵效率，縮短發(fā)酵時間，提高發(fā)酵池的使用效率。

3.2 高溫生物降解處理效果分析

試驗表明：本試驗使用的病死豬高溫生物降解設(shè)備處理病死豬效果良好，處理過程中持續(xù)保持140℃的高溫3～4h，可以將病死豬的病原微生物徹底殺滅，經(jīng)病原微生物檢測豬瘟、藍耳病、乙腦病毒、細(xì)小病毒、偽狂犬病等均為陰性，也未分離到病原菌；出料外觀均勻，有少量碎骨，無臭味，經(jīng)檢測其有機質(zhì)、總養(yǎng)分含量遠遠高于有機肥標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012，重金屬含量也符合標(biāo)準(zhǔn)，只有水分含量較高，經(jīng)干燥處理后即完全符合商品有機肥標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012。

不同大小病死豬的分組試驗結(jié)果表明：本試驗使用的設(shè)備處理大、中、小不同個體的病死豬在處理時間、殺滅病原微生物出料感觀和出料的有機質(zhì)、總養(yǎng)分、水分、重金屬含量等方面均無顯著差異。數(shù)據(jù)詳見表11和表12。

表11 不同組別出料有機肥檢測結(jié)果%

表12 不同組別出料重金屬含量檢測結(jié)果mg/kg

3.3 成本效益分析

以處理1 000kg病死豬為例，分別測算堆積發(fā)酵和高溫生物降解兩種處理方法的運行成本和效益。堆積發(fā)酵法鋸末用量為病死豬的70%，在實際操作中可以添加30%～50%左右的以前用過的發(fā)酵出料，高溫生物降解法鋸末用量為病死豬的25%，鋸末價格為1元/kg，高溫生物降解需分成8批處理，每批用電70kW·h，電價為0.6元/kW·h，發(fā)酵劑價格80元/kg。堆積發(fā)酵產(chǎn)物雖可用于農(nóng)田施肥，但由于鋸末添加比例大肥效較低、經(jīng)濟價值不高，只能充抵清理運輸費用，故不計其效益；高溫生物降解產(chǎn)物經(jīng)檢測肥效較高，是做有機肥的上好原料，市場價在500元/t左右。經(jīng)測算堆積發(fā)酵法的運行成本為420元/t，高溫生物降解法的最終成本為248元/t，詳見表13。

表13 不同方法處理1 000kg病死豬成本效益測算kg，元，kw·h

在試驗中還發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象，當(dāng)做到A2組試驗時，剛好鋸末用完，只添加了16.45%的鋸末（廠家推薦添加量為25%），但對病死豬的處理效果沒有明顯影響，各項指標(biāo)和其他組無明顯差異。本組試驗說明：在實際操作中可以適當(dāng)降低鋸末的添加量，可考慮只添加15%～20%的鋸末，這樣可以在不影響處理效果的同時增加每批次的處理量，節(jié)省鋸末成本（每處理1 000kg病死豬可以節(jié)省鋸末50～100kg，節(jié)省成本50～100元）。

3.4 結(jié)論與建議

研究表明：堆積發(fā)酵法和高溫生物降解法處理病死豬效果良好，操作簡單，成本較低，安全環(huán)保，處理產(chǎn)物可以資源化循環(huán)利用，對各種規(guī)模的養(yǎng)殖場都適用。

3.4.1 堆積發(fā)酵法。堆積發(fā)酵法的前期建設(shè)成本較低，一個萬頭豬場需要150m3的發(fā)酵池，建設(shè)成本5萬元左右，處理1 000kg病死豬的運行成本（不含人工）在420元左右，但該技術(shù)不能處理因重大動物疫病及人畜共患病死亡的動物尸體和相關(guān)動物產(chǎn)品[10]，建議小規(guī)模豬場采用。

3.4.2 高溫生物降解法。高溫生物降解法前期投入較大，一套處理150kg病死豬（最大處理量為162t/年）的設(shè)備加廠房共需投入30萬元左右，處理1 000kg病死豬的運行成本（不含人工）約600元，產(chǎn)有機肥收入約400元，只需支出200元左右，且此方法屬于化制法的一種，可以處理因重大動物疫病及人畜共患病死亡的動物尸體和相關(guān)動物產(chǎn)品[10]，建議在大規(guī)模豬場和區(qū)域病死畜禽無害化處理中心應(yīng)用。

[1]國家統(tǒng)計局.2014年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報.國家統(tǒng)計局官網(wǎng)，2015-2-26.

[2]農(nóng)業(yè)部畜牧業(yè)司.發(fā)展生豬標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖成效顯著.中華人民共和國農(nóng)業(yè)部官網(wǎng)，2014-7-29.

[3]李志，楊軍香.病死畜禽無害化處理主推技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

[4]許建華，吳秋玉，鄭遠鵬，等.泉州市發(fā)酵法無害化處理病死豬技術(shù)研究[J].福建畜牧獸醫(yī).2015（2）：12～15.

[5]周開鋒.病死豬無害化處理技術(shù)淺析[J].豬業(yè)觀察.2014（2）：87～93.

[6]Guan J，Chan M，Grenier C，et al.Degradation of food-andmouth disease virus during composting of infected pig carcasses[J].Canadian Journal of Veterinary Research，2010，74(1)：40～44.

[7]焦洪超，王合亮，林海.高溫腐熟堆制處理病死豬尸體的效果評價研究[C].中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會家畜生態(tài)學(xué)分會學(xué)術(shù)研討會論文集.2014.

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[9]王巖.養(yǎng)殖業(yè)固體廢棄物快速堆肥化處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[10]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.病死動物無害化處理技術(shù)規(guī)范[S]，2013-10-15.