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引言

我國(guó)是畜禽養(yǎng)殖業(yè)大國(guó)，養(yǎng)殖門檻低，散養(yǎng)戶還較多，投資規(guī)模偏小[1]。目前，我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)雖然逐漸進(jìn)入了微利時(shí)代，但政府對(duì)養(yǎng)殖業(yè)的扶持力度逐年加大，綜合來看，養(yǎng)殖帶來的利潤(rùn)仍較為可觀，所以，投資養(yǎng)殖行業(yè)的人逐漸增多[2]。據(jù)調(diào)查，我國(guó)畜禽傳染病有200多種，每年因各類疾病引起的豬的死亡率在8%～12%，家禽的死亡率在12%～20%[3]。在部分地區(qū)，畜禽因病死亡后尸體被埋掉的比例不足20%，能夠進(jìn)行無害化處理的比例更小。隨著全民食品安全和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，病死畜禽的無害化處理滯后于生產(chǎn)發(fā)展需要的矛盾加突出[4]。部分規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)常將病死畜禽非法低價(jià)賣給屠宰加工病死畜禽的個(gè)人或企業(yè)，小型的散養(yǎng)戶由于意識(shí)薄弱，常將病死畜禽隨意亂扔，甚至食用。近期，網(wǎng)絡(luò)報(bào)道的上海黃浦江水源區(qū)漂浮大量死豬事件，直接反映出我國(guó)畜禽業(yè)的無害化處理正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[5]。

1動(dòng)物廢棄物無害化處理技術(shù)要求

1.1生產(chǎn)處理規(guī)模

根據(jù)對(duì)某市近些年死亡動(dòng)物的種類、數(shù)量進(jìn)行調(diào)研的結(jié)果，本項(xiàng)目的原料以死豬及豬肉制品為主，禽類、毛皮動(dòng)物等其他動(dòng)物及動(dòng)物制品為輔，體積最大的動(dòng)物按照成年的牛來考慮；在本系統(tǒng)中選擇的設(shè)備單批次處理能力為5噸，每天運(yùn)行2批次，每批次物料的處理時(shí)間為5-6小時(shí)，滿足日處理10噸，年處理能力3000噸的要求。

1.2原料來源、收集范圍、收集方式

原料來源：本項(xiàng)目原料主要為生豬等體型較小的病死動(dòng)物。按照《病害動(dòng)物和病害動(dòng)物產(chǎn)品生物安全處理規(guī)程》（GB16548-2006）進(jìn)行操作。處理對(duì)象分析具體見工程分析中工藝流程介紹。收集范圍：本項(xiàng)目的收集范圍為某市管轄的養(yǎng)殖場(chǎng)、養(yǎng)殖小區(qū)、養(yǎng)殖散戶等。收集方式：本項(xiàng)目不上門收集動(dòng)物尸體，采用定點(diǎn)收集的方式。按照規(guī)定設(shè)置暫存點(diǎn)，做好暫存點(diǎn)的防滲、清洗、消毒工作。暫存點(diǎn)由專人負(fù)責(zé)，制定管理制度。本項(xiàng)目將配備專用密封、防滲的廂式貨車進(jìn)行死亡動(dòng)物的運(yùn)輸。運(yùn)輸過程制定規(guī)范，不能進(jìn)行中轉(zhuǎn)存放或堆放，直接將死亡動(dòng)物運(yùn)至廠區(qū)進(jìn)行無害化處理。

1.3產(chǎn)品方案

本項(xiàng)目采用干法化制工藝處理技術(shù)，病死動(dòng)物經(jīng)高溫破碎滅菌脫水后，產(chǎn)品方案見表1。動(dòng)物尸體及產(chǎn)品經(jīng)過無害化處理后的殘?jiān)勺鳛樯a(chǎn)有機(jī)肥的原料，根據(jù)技術(shù)資料，1t的物料回收動(dòng)物油脂0.05噸、殘?jiān)?.3噸。油脂經(jīng)過過濾、精加工可提煉做生物柴油，油渣可以堆肥做成生物肥料。

2工藝技術(shù)方案設(shè)計(jì)

2.1工藝優(yōu)選

目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)動(dòng)物尸體常用的處理工藝有堆肥工藝、熱解碳化工藝、傳統(tǒng)蒸煮鍋工藝、干法化制工藝等四種方法。通過對(duì)比四種無害化處理工藝方案可得表2。由表2可以看出：堆肥工藝由于占地面積大，未能徹底殺滅病原體，因此首先可以排除。熱解碳化工藝，單臺(tái)每批次僅能處理700Kg，此項(xiàng)目日處理10噸，需要10多臺(tái)設(shè)備及輔助設(shè)備，不經(jīng)濟(jì)；在整個(gè)熱解工藝要保持≥600℃，二燃室≥1100℃，此工藝能耗太高；不能回收油脂副產(chǎn)品、存在二噁英污染等，所以不建議使用熱解碳化工藝。傳統(tǒng)濕法蒸煮工藝投資略低于干法化制工藝，但由于衛(wèi)生操作條件差，臭氣濃度高，處理量大，容易造成人畜共患，產(chǎn)生疾病。且廢水呈“濃湯”處理量大，處理難度大，很難達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且成本高。從技術(shù)角度講，干法化制工藝為國(guó)際先進(jìn)的主流工藝，在無害化、減量化、資源化等方面較傳統(tǒng)濕法蒸煮工藝先進(jìn)。高溫滅菌脫水工藝的自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，操作衛(wèi)生條件好，維護(hù)工作量小，運(yùn)行成本低。從防疫功能講，干法化制工藝減少了工人與物料的接觸，大大改善了防疫功能。從環(huán)保角度講，干法化制工藝的密封性能好，臭氣和廢水均受控處理，達(dá)標(biāo)排放。傳統(tǒng)濕法蒸煮工藝的廢水濃度高，廢水量大，臭氣量大。綜合比較，本項(xiàng)目采用干法化制工藝作為病死動(dòng)物無害化處理系統(tǒng)生產(chǎn)工藝。

2.2流程設(shè)計(jì)

干法化制工藝的處理程序?yàn)椋呵疤幚碥囬g收料→進(jìn)料→破碎→高溫化制→壓榨分離→提油、排渣，工藝方框圖見圖1干法化制工藝流程示意圖。流程簡(jiǎn)述：（1）病死動(dòng)物運(yùn)輸采用液壓自卸車輛，直接將物料卸入進(jìn)料輸送機(jī)內(nèi)。（2）通過進(jìn)料輸送機(jī)將物料送入破碎機(jī)內(nèi)，通過輸送機(jī)將破碎后的物料送入輸料泵內(nèi)。（3）破碎機(jī)的作用是將物料破碎至一定的粒徑，滿足后續(xù)輸料泵、滅菌脫水反應(yīng)釜對(duì)物料性狀的要求。（4）破碎后的物料，均勻地落入輸料泵，再泵送至反應(yīng)釜。（5）物料送入滅菌脫水反應(yīng)釜后，首先在滅菌脫水反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行高溫、高壓滅菌操作，然后在常壓下對(duì)物料進(jìn)行脫水處理。（6）脫水后物料，再經(jīng)輸送機(jī)送入連續(xù)滲濾槽預(yù)過濾，預(yù)過濾后的油脂經(jīng)輸油泵送到振動(dòng)篩粗分離油和殘?jiān)?；振?dòng)篩分離出的固渣落入螺旋輸送機(jī)，再進(jìn)入油脂壓榨機(jī)，最終送至殘余物料倉(cāng)；振動(dòng)篩分離出的油脂通過高溫油脂輸送泵送到儲(chǔ)油罐。（7）經(jīng)油脂壓榨機(jī)壓榨后，固渣通過輸送機(jī)送到殘余物料倉(cāng)，殘余物料倉(cāng)的干物料通過螺旋輸送機(jī)裝車外運(yùn)。（8）油脂壓榨機(jī)產(chǎn)生的油脂通過高溫油脂泵泵送油罐。

2.3干法化制關(guān)鍵控制過程

干法化制工藝關(guān)鍵控制是高溫蒸煮機(jī)的程序控制，蒸煮干燥機(jī)工作時(shí)的工藝順序依次為：進(jìn)料（t≤20min）、加熱（0.8MPa飽和蒸汽時(shí)大約2小時(shí)）、加壓（t≤20min）、保壓（t≤20min，P=0.2MPa）、減壓（t≤20min）、烘干（0.8MPa飽和蒸汽時(shí)大約2小時(shí)）、卸料（t≤15min）。每個(gè)工藝步驟中的時(shí)間、重量、溫度及壓力均可在上位機(jī)軟件調(diào)整并且自動(dòng)記錄每個(gè)階段的實(shí)際工作時(shí)間，蒸煮干燥機(jī)在卸料階段是反轉(zhuǎn)運(yùn)行（往外推料），其它階段均保持正轉(zhuǎn)運(yùn)行（僅攪拌）。整個(gè)過程中主管道蒸汽調(diào)節(jié)閥和主管道壓力傳感器之間PID調(diào)節(jié)，剛開始進(jìn)料階段，主管道蒸汽壓力可以控制在0.1~0.2MPa，待整個(gè)管道預(yù)熱完后（約3~5min），可以逐漸升高壓力至0.8MPa，如果連續(xù)生產(chǎn)，那么下批次進(jìn)料就無需再預(yù)熱管道。在進(jìn)料階段排氣閥開度30%~40%，當(dāng)蒸煮干燥機(jī)進(jìn)料重量≥5000kg時(shí)結(jié)束進(jìn)料（重量可調(diào)），待進(jìn)料閥全部關(guān)閉后進(jìn)入加熱階段，此時(shí)排氣閥開100%。加熱階段時(shí)間正常兩小時(shí)，加熱結(jié)束后進(jìn)入加壓階段，此時(shí)排氣閥完全關(guān)閉。加壓階段時(shí)間一般不超過20min，待蒸煮干燥機(jī)內(nèi)部壓力不小于0.2MPa，同時(shí)蒸煮干燥機(jī)內(nèi)部溫度不小于125℃時(shí)進(jìn)入保壓階段，使蒸煮干燥機(jī)內(nèi)部壓力保持在0.2MPa，當(dāng)蒸煮干燥機(jī)內(nèi)部壓力低于0.19MPa時(shí)，直接往蒸煮干燥機(jī)注入蒸汽，當(dāng)壓力低于0.18MPa時(shí)，重新返回加壓階段。保壓20min后進(jìn)入減壓階段，為使得蒸煮罐內(nèi)部壓力平緩下降，剛開始排氣閥開度很小，隨著壓力的逐漸減小，開度慢慢增大，整個(gè)減壓階段時(shí)間大約20min。當(dāng)蒸煮干燥機(jī)內(nèi)部壓力≤0.02MPa時(shí)，排氣閥開100%。減壓結(jié)束后進(jìn)入烘干階段，此時(shí)排氣閥開100%，烘干時(shí)間正常兩小時(shí)，烘干時(shí)間到達(dá)后蒸煮干燥機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，卸料清洗閥打開噴蒸汽，一分鐘后卸料清洗閥關(guān)閉，卸料刀閘閥開始打開，待完全打開后，蒸煮干燥機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，進(jìn)入卸料階段，此時(shí)排氣閥開度25%~40%，待蒸煮干燥機(jī)重量≤300kg時(shí)，卸料清洗閥打開噴蒸汽，一分鐘后卸料清洗閥關(guān)閉，蒸煮干燥機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，卸料刀閘閥開始關(guān)閉，待完全關(guān)閉后，排氣閥全開。接料倉(cāng)主電機(jī)直接啟動(dòng)，可正反轉(zhuǎn)控制。蒸煮干燥機(jī)卸料前5min，開啟接收倉(cāng)主電機(jī)，開啟蒸汽進(jìn)入接收倉(cāng)夾套。卸料后接收倉(cāng)可以作為存儲(chǔ)倉(cāng)對(duì)物料進(jìn)行短時(shí)存儲(chǔ)和保溫。當(dāng)原料種類、蒸煮重量、蒸汽壓力任何一方發(fā)生改變時(shí)，上述蒸煮方法和時(shí)間都需做相應(yīng)的調(diào)整。

2.4物料衡算

根據(jù)工業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和給排水通風(fēng)等規(guī)范，正常運(yùn)行時(shí)的物料平衡計(jì)算結(jié)果見附表。

3結(jié)論

（1）采用干法化制工藝無害化處理動(dòng)物尸體，主要包括前處理車間收料→進(jìn)料→破碎→高溫化制→壓榨分離→提油、排渣，每批次處理時(shí)間約5～6小時(shí)。（2）給出了干法化制蒸煮干燥機(jī)工作的關(guān)鍵控制過程：進(jìn)料（t≤20min）、加熱（0.8MPa飽和蒸汽時(shí)大約2小時(shí)）、加壓（t≤20min）、保壓（t≤20min，P=0.2MPa）、減壓（t≤20min）、烘干（0.8MPa飽和蒸汽時(shí)大約2小時(shí)）、卸料（t≤15min）。每個(gè)工藝步驟中的時(shí)間、重量、溫度、壓力均可在上位機(jī)軟件調(diào)整并且自動(dòng)記錄每個(gè)階段的實(shí)際工作時(shí)間，蒸煮干燥機(jī)在卸料階段是反轉(zhuǎn)運(yùn)行（往外推料），其它階段均保持正轉(zhuǎn)運(yùn)行（僅攪拌）。（3）從物料衡算結(jié)果得出，設(shè)計(jì)的無害化處理方案可滿足每天處理動(dòng)物尸體1批次計(jì)5噸的規(guī)模，病死動(dòng)物滅菌、脫水、油渣分離處理后，產(chǎn)出0.5噸/天動(dòng)物油脂、3噸/天肉骨粉渣，動(dòng)物油脂可加工制成生物柴油，肉骨粉渣可制成生物肥料，產(chǎn)物均得到妥善處理或回收利用。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前該廠采用本工藝處理動(dòng)物尸體已成功投產(chǎn)運(yùn)行，得益于來料的穩(wěn)定，使得該廠一直運(yùn)行很穩(wěn)定。由于干法化制蒸煮干燥機(jī)的控制過程對(duì)于不同來料有些許變化，為使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定有保證，現(xiàn)階段需要根據(jù)不同來料對(duì)蒸煮干燥機(jī)的控制過程進(jìn)行調(diào)整，后續(xù)可根據(jù)不同來料處理過程數(shù)據(jù)積累，對(duì)全程過進(jìn)行程序性控制，從而實(shí)現(xiàn)全過程的自動(dòng)化以及智能化。

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作者:朱學(xué)理 王曦 王閩穎 單位:光大綠色環(huán)保管理(深圳)有限公司