地溝油的綜合利用技術綜述

沈 鵬 扈學文 郭 靜 方 琳

(中國環境科學研究院-清潔生產與循環經濟研究中心北京100012)

地溝油的綜合利用技術綜述

沈 鵬 扈學文 郭 靜 方 琳

(中國環境科學研究院-清潔生產與循環經濟研究中心北京100012)

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、食品殘渣以及木筷等組成復雜的混合物。這些物質經過生物發酵,形成一種褐色、粘稠、具有惡臭的粥狀體。長期攝入地溝油會對人體造成傷害。在一些發達國家,地溝油已經被很好的利用起來,我國對地溝油的綜合利用技術也進行了很多研究。

地溝油;綜合利用技術

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、食品殘渣(包括米飯、面條、各種菜葉、辣椒、花椒等)以及木筷等組成復雜的混合物。這些物質經過生物發酵,形成一種褐色、粘稠、具有惡臭的粥狀體。除非在實驗室里用專業方法檢測,否則普通人難以識別地溝油。

據實驗測定,長期攝入地溝油會對人體造成傷害,導致發育障礙,腸炎,肝、心和腎腫大,以及脂肪肝等。此外,地溝油受污染產生的黃曲霉不僅易使人罹患肝癌,也可能引發胃癌、胰腺癌、腎癌、直腸癌、乳腺癌,以及卵巢、小腸等部位癌變[1]。

1 發達國家的做法

1.1 日本的做法

1.1.1 分類收集

在垃圾分類嚴格、不能免費丟棄餐廚垃圾的日本,餐飲店經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。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。為了鼓勵中小餐館的經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的數量。在日本從事這種廢棄油脂回收的企業,需具備當地政府頒發的“產業廢棄物中間處理業”、“產業廢棄物收集搬運業”許可證,并符合日本食品回收法“再生利用事業登錄認定”中的相關條款規定。

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,經過去除雜質等簡單步驟后,再由回收公司按照不同使用途徑送到肥皂、飼料、涂料生產企業以及廢棄食用油資源化企業。日本東京一家研究所的一項調查結果顯示,日本國內一年的食用油消費量為200萬t,由此產生的廢棄食用油為40萬t。“其中,20萬t來自于餐飲行業的廢棄食用油,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生物燃料的京都,從2002年起,陸續將市內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,在日本各個城市,生物燃料被普遍使用于垃圾車、公共汽車等。而現在,在日本從事生物燃料加工的企業增至千家以上,生物燃料在日本的售價略低于普通汽油,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,生物燃料產生的污染物質大大減少[2]。

1.2 其他國家的做法

英國環保部門規定,廢油嚴禁倒入下水道,家用廢油可與餐廚垃圾混在一起,集中處理;美國聯邦政府對餐廚垃圾沒有強制回收利用的規定,但各州有對餐廚垃圾的詳細規定;在意大利,廢油的收集與地方政府廢物回收項目相配合。

據《科學美國人》雜志網站報道,美國環境與能源公司的科學家表示,他們已成功將地溝油制成一種液態聚合物,能根據環境的變化,選擇反射或吸收熱量。將其涂在房頂上,可以達到冬暖夏涼的效果,減少房間內制冷、制暖設備的使用[3]。

2 地溝油的利用方式

2.1 地溝油生產生物柴油

地溝油加入反應罐后,通過微酸性催化劑技術,使得其醇解和酯化可同時進行,反應速度也明顯加快。另外,通過金屬鹽處理劑,解決了利用廢舊動植物油脂生產柴油殘留酸值高的關鍵問題。這兩項關鍵技術可以降低生物柴油的生產成本,使得生物柴油從實驗室走進了生產車間。這種燃料的最大特點就在于它與普通柴油的使用效果完全一樣,而且有更好的環保性,柴油車使用后排放的尾氣中不含二氧化硫,而且碳氫化合物和一氧化碳也大大降低。

地溝油變生物柴油,產業化后的市場前景廣闊。收購1t地溝油需要2 300元,1t動植物油約提煉800kg生物柴油計算,加工成生物柴油直接成本為3 600元/t,產品市場售價為4 400元/t,噸售價比化石柴油便宜2 000元/t左右[4]。

在目前石油價格高漲的國際背景下,世界各國生物柴油產業得到迅速發展。在技術上,我國在用隔油池垃圾為主的高凝點廢棄油脂生產生物柴油以及用野生樹木種子生產生物柴油等方面已經具備系統創新的優勢。

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。據粗略估計,全國礦石浮選需要脂肪酸類捕收劑為每年50～80萬t。傳統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、酸化油生產過程中拋棄的油腳料或中間產物,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,如果能利用其進行脂肪酸類捕收劑的制備,可以實現污染減少和綜合利用的雙重效果。北京科技大學已于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結果,這項技術可利用地溝油生產用于選礦的脂肪酸和脂肪酸鈉,幾乎不會產生二次污染。目前該項技術已開始在部分鋼鐵企業應用,并正在申請國家專利。

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過多年技術攻關,成功掌握了餐廚廢棄物生產乙醇和沼氣的能源化處置技術,并形成兩項發明專利。據介紹,該技術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過分離精制變成生物柴油,然后碳水化合物和蛋白質等成分經過酶解、厭氧發酵等過程轉化為燃料乙醇,將乙醇發酵殘留物和其他有機成分通過發酵產生沼氣,將沼氣工程的沼渣沼液通過處理變成生物肥料。該技術最大的特點是其能源化思路有別于國內以飼料化為主的技術路線,避免餐廚廢棄物再次進入人類食物鏈,產生同源性積累引發疾病風險[5]。

3 結論

當前,地溝油的處理問題受到社會各界越來越廣泛的關注,如何安全有效地做好地溝油的綜合利用對我國的食品安全和資源再利用都有著重要作用,從技術層面講,地溝油可用于生產生物柴油、選礦藥劑及生物肥料等產品,并且,隨著技術的不斷進步,更多的地溝油綜合利用技術也將會出現。

[1]王樂,劉堯剛,陳鳳飛,胡建華.地溝油的污染及變質情況研究[J].武漢工業學院學報,2007(4).

[2]慧聰網.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.各國地溝油華麗轉身,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的研究[J].化學工程與裝備,2008(4).

[5]廣西電視網.循環利用變廢為寶,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.

X321

A

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

沈鵬(1977—),男,碩士,工程師,研究方向為清潔生產、生態工業和循環經濟。