沈 鵬 扈學(xué)文 郭 靜 方 琳

(中國環(huán)境科學(xué)研究院-清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心北京100012)

地溝油的綜合利用技術(shù)綜述

沈 鵬 扈學(xué)文 郭 靜 方 琳

(中國環(huán)境科學(xué)研究院-清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心北京100012)

地溝油是家庭或飯店、賓館等洗刷餐具過程中隨水流入下水道中的各種油脂、食品殘?jiān)约澳究甑冉M成復(fù)雜的混合物。這些物質(zhì)經(jīng)過生物發(fā)酵,形成一種褐色、粘稠、具有惡臭的粥狀體。長期攝入地溝油會(huì)對(duì)人體造成傷害。在一些發(fā)達(dá)國家,地溝油已經(jīng)被很好的利用起來,我國對(duì)地溝油的綜合利用技術(shù)也進(jìn)行了很多研究。

地溝油;綜合利用技術(shù)

地溝油是家庭或飯店、賓館等洗刷餐具過程中隨水流入下水道中的各種油脂、食品殘?jiān)?包括米飯、面條、各種菜葉、辣椒、花椒等)以及木筷等組成復(fù)雜的混合物。這些物質(zhì)經(jīng)過生物發(fā)酵,形成一種褐色、粘稠、具有惡臭的粥狀體。除非在實(shí)驗(yàn)室里用專業(yè)方法檢測(cè),否則普通人難以識(shí)別地溝油。

據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,長期攝入地溝油會(huì)對(duì)人體造成傷害,導(dǎo)致發(fā)育障礙,腸炎,肝、心和腎腫大,以及脂肪肝等。此外,地溝油受污染產(chǎn)生的黃曲霉不僅易使人罹患肝癌,也可能引發(fā)胃癌、胰腺癌、腎癌、直腸癌、乳腺癌,以及卵巢、小腸等部位癌變[1]。

1 發(fā)達(dá)國家的做法

1.1 日本的做法

1.1.1 分類收集

在垃圾分類嚴(yán)格、不能免費(fèi)丟棄餐廚垃圾的日本,餐飲店經(jīng)營者或是普通居民家必須將用過的食用油分開保存,自行送到廢油回收點(diǎn)。流下餐桌后的廢棄食用油,首先在餐館或家里完成第一道分類手續(xù)。為了鼓勵(lì)中小餐館的經(jīng)營者甚至普通家庭積極提供廢棄食用油,近幾年,由政府牽頭,日本很多城市都增加了廢棄油回收點(diǎn)的數(shù)量。在日本從事這種廢棄油脂回收的企業(yè),需具備當(dāng)?shù)卣C發(fā)的“產(chǎn)業(yè)廢棄物中間處理業(yè)”、“產(chǎn)業(yè)廢棄物收集搬運(yùn)業(yè)”許可證,并符合日本食品回收法“再生利用事業(yè)登錄認(rèn)定”中的相關(guān)條款規(guī)定。

1.1.2 綜合利用

(1)變肥皂飼料涂料

回收上來的廢棄食用油,經(jīng)過去除雜質(zhì)等簡單步驟后,再由回收公司按照不同使用途徑送到肥皂、飼料、涂料生產(chǎn)企業(yè)以及廢棄食用油資源化企業(yè)。日本東京一家研究所的一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果顯示,日本國內(nèi)一年的食用油消費(fèi)量為200萬t,由此產(chǎn)生的廢棄食用油為40萬t?！捌渲?20萬t來自于餐飲行業(yè)的廢棄食用油,絕大部分得到了充分回收再利用。”

(2)給垃圾車提供燃料

各種各樣的再利用途徑中,最引人注目的莫過于將廢棄食用油加工制成生物燃料。最先在日本開始加工生產(chǎn)生物燃料的京都,從2002年起,陸續(xù)將市內(nèi)200余輛垃圾車及近百輛公共汽車的使用燃料改換為生物燃料。目前,在日本各個(gè)城市,生物燃料被普遍使用于垃圾車、公共汽車等。而現(xiàn)在,在日本從事生物燃料加工的企業(yè)增至千家以上,生物燃料在日本的售價(jià)略低于普通汽油,而且100%使用生物燃料的汽車又可避免上繳汽油交易稅。同時(shí),生物燃料產(chǎn)生的污染物質(zhì)大大減少[2]。

1.2 其他國家的做法

英國環(huán)保部門規(guī)定,廢油嚴(yán)禁倒入下水道,家用廢油可與餐廚垃圾混在一起,集中處理;美國聯(lián)邦政府對(duì)餐廚垃圾沒有強(qiáng)制回收利用的規(guī)定,但各州有對(duì)餐廚垃圾的詳細(xì)規(guī)定;在意大利,廢油的收集與地方政府廢物回收項(xiàng)目相配合。

據(jù)《科學(xué)美國人》雜志網(wǎng)站報(bào)道,美國環(huán)境與能源公司的科學(xué)家表示,他們已成功將地溝油制成一種液態(tài)聚合物,能根據(jù)環(huán)境的變化,選擇反射或吸收熱量。將其涂在房頂上,可以達(dá)到冬暖夏涼的效果,減少房間內(nèi)制冷、制暖設(shè)備的使用[3]。

2 地溝油的利用方式

2.1 地溝油生產(chǎn)生物柴油

地溝油加入反應(yīng)罐后,通過微酸性催化劑技術(shù),使得其醇解和酯化可同時(shí)進(jìn)行,反應(yīng)速度也明顯加快。另外,通過金屬鹽處理劑,解決了利用廢舊動(dòng)植物油脂生產(chǎn)柴油殘留酸值高的關(guān)鍵問題。這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)可以降低生物柴油的生產(chǎn)成本,使得生物柴油從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)了生產(chǎn)車間。這種燃料的最大特點(diǎn)就在于它與普通柴油的使用效果完全一樣,而且有更好的環(huán)保性,柴油車使用后排放的尾氣中不含二氧化硫,而且碳?xì)浠衔锖鸵谎趸家泊蟠蠼档汀?/p>

地溝油變生物柴油,產(chǎn)業(yè)化后的市場(chǎng)前景廣闊。收購1t地溝油需要2 300元,1t動(dòng)植物油約提煉800kg生物柴油計(jì)算,加工成生物柴油直接成本為3 600元/t,產(chǎn)品市場(chǎng)售價(jià)為4 400元/t,噸售價(jià)比化石柴油便宜2 000元/t左右[4]。

在目前石油價(jià)格高漲的國際背景下,世界各國生物柴油產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展。在技術(shù)上,我國在用隔油池垃圾為主的高凝點(diǎn)廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油以及用野生樹木種子生產(chǎn)生物柴油等方面已經(jīng)具備系統(tǒng)創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)。

2.2 用地溝油制備選礦藥劑

脂肪酸是鐵礦、螢石礦、磷灰石礦等普遍使用的選礦捕收劑,一般用量為每噸礦石0.5kg。據(jù)粗略估計(jì),全國礦石浮選需要脂肪酸類捕收劑為每年50～80萬t。傳統(tǒng)工藝上制備脂肪酸主要通過化工合成,而近年來隨著成本的增加,選擇廢棄物進(jìn)行脂肪酸的制備日益受到重視。目前在利用廢棄原料制取礦物脂肪酸類捕收劑的研究中,利用的原料主要有煉制植物油、酸化油生產(chǎn)過程中拋棄的油腳料或中間產(chǎn)物,而利用地溝油制備脂肪酸類捕收劑尚不多見。由于地溝油主要來自餐飲的廢棄油脂,成分主要為脂肪酸甘油酯,如果能利用其進(jìn)行脂肪酸類捕收劑的制備,可以實(shí)現(xiàn)污染減少和綜合利用的雙重效果。北京科技大學(xué)已于2009年開展了用地溝油分解的脂肪酸作為選礦捕收劑的研究工作,并取得了滿意的試驗(yàn)結(jié)果,這項(xiàng)技術(shù)可利用地溝油生產(chǎn)用于選礦的脂肪酸和脂肪酸鈉,幾乎不會(huì)產(chǎn)生二次污染。目前該項(xiàng)技術(shù)已開始在部分鋼鐵企業(yè)應(yīng)用,并正在申請(qǐng)國家專利。

2.3 地溝油綜合利用

由中科院等離子體物理研究所科研人員經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān),成功掌握了餐廚廢棄物生產(chǎn)乙醇和沼氣的能源化處置技術(shù),并形成兩項(xiàng)發(fā)明專利。據(jù)介紹,該技術(shù)將餐廚廢棄物變身為四件“寶貝”,即生物柴油、乙醇、沼氣和生物肥料。餐廚廢棄物中的油脂先經(jīng)過分離精制變成生物柴油,然后碳水化合物和蛋白質(zhì)等成分經(jīng)過酶解、厭氧發(fā)酵等過程轉(zhuǎn)化為燃料乙醇,將乙醇發(fā)酵殘留物和其他有機(jī)成分通過發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,將沼氣工程的沼渣沼液通過處理變成生物肥料。該技術(shù)最大的特點(diǎn)是其能源化思路有別于國內(nèi)以飼料化為主的技術(shù)路線,避免餐廚廢棄物再次進(jìn)入人類食物鏈,產(chǎn)生同源性積累引發(fā)疾病風(fēng)險(xiǎn)[5]。

3 結(jié)論

當(dāng)前,地溝油的處理問題受到社會(huì)各界越來越廣泛的關(guān)注,如何安全有效地做好地溝油的綜合利用對(duì)我國的食品安全和資源再利用都有著重要作用,從技術(shù)層面講,地溝油可用于生產(chǎn)生物柴油、選礦藥劑及生物肥料等產(chǎn)品,并且,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,更多的地溝油綜合利用技術(shù)也將會(huì)出現(xiàn)。

[1]王樂,劉堯剛,陳鳳飛,胡建華.地溝油的污染及變質(zhì)情況研究[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2007(4).

[2]慧聰網(wǎng).日本地溝油用處多,搖身一變成涂料[DB/OL].http://info.pf.hc360.com/2010/04/060917157219-2.shtml.2010-4-6.

[3]搜狐網(wǎng).各國地溝油華麗轉(zhuǎn)身,不上餐桌一樣用途大[DB/OL].http://health.sohu.com/20100406/n271338878.shtml.2010-4-6.

[4]孔永平,鄭冀魯.利用地溝油制備生物柴油技術(shù)的研究[J].化學(xué)工程與裝備,2008(4).

[5]廣西電視網(wǎng).循環(huán)利用變廢為寶,地溝油可有多種用途[DB/OL].http://www.gxtv.cn/Special/ShowArticle.asp?Article ID=62471&Page=2.2010-5-5.

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1673-288X(2010)06-0011-03

沈鵬(1977—),男,碩士,工程師,研究方向?yàn)榍鍧嵣a(chǎn)、生態(tài)工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。