家庭餐厨废油资源化处理方式的现状

郑鑫?张延龙?梁陶婕?张伊凡

随着社会经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，餐饮行业日益繁荣，餐厨废油产量空前增长。餐厨废油具有明显的废物与资源两重性，如何科学回收管理和资源化利用餐厨废油变得至关重要，一方面可以减小废油对环境的污染，维持生态系统碳平衡，取得良好的环境经济效益；另一方面可以改变餐厨废油回流餐桌这一扭曲走向，有效解决其带来的食品安全问题，同时取得良好的社会效益。

一、家庭餐厨废油的现状分析

（一）家庭餐厨废油产量的现状

改革开放以来，我国国民经济长足进步，城市人口迅速增长，人民生活水准不断提高，城市餐饮业日益繁荣，使餐厨废油的产生量空前增长。研究表明，餐厨废油的产生量约为餐厨垃圾产生量的10%～20%，不同经济水平和餐饮习惯的地区略有区别。2017年我国城市住宿与餐饮业零售额达到17998亿元，其中餐饮业约12598亿元，而且平均每年以20. 8%的速度增长。这笔消费中，约20%～30%为餐厨垃圾和餐厨废油付了帐。以城市人口平均每人每天产生餐厨垃圾0.1kg计算，2017年末全国城镇人口6.22亿，加之外来人口，城镇人口可达约8.1亿，则全国城镇年产餐厨垃圾3000多万吨，餐厨废油300多万吨。目前，北京市每天产生的餐厨垃圾约2500吨，泔水油约300吨，其中地沟油约150吨，煎炸废油和泔水油共约150吨。苏州市1000多家大型饭店餐厅及1000多家企、事業食堂，每天餐厨垃圾产生量400吨以上，餐厨废油约60吨，其中地沟油约30吨，煎炸废油约15吨，泔水油约15吨。

（二）家庭餐厨废油的危害

目前餐厨废油一般是指地沟油、潲水油、煎炸废油、动物废弃油脂。据科学计算，中国每年至少产生700万吨餐厨废油，这些废油含有严重危害人体消化系统和神经系统的铅、镉、砷的重金属，以及致癌物十二烷基苯磺酸钠、黄曲霉毒素B1。黄曲霉毒素B1的毒性比砒霜高100倍，是当前发现的致癌毒性最强的化学物，人和动物若长期暴露在这种环境之下，100%会患肝癌，同时也可能引发其它各部位癌症，被世界卫生组织国际癌症研究机构I类致癌物。餐厨废油不能食用，即便工厂花费数倍价格，以更高的技术处理、净化、提纯，依然很难达到正规食用油的标准。餐厨废油若进入环境，将造成下水道堵塞和管道腐蚀、严重水质恶化和富营养化、降低污水处理厂生物处理单元处理效率显，并且在空气中易发生氧化酸败，散发酸类恶臭气体。据报道，每千克废油会造成〖15000m〗^2水面污染，严重时导致水体富营养化。

二、家庭餐厨废油资源化处理的现状

（一）轻工业处理现状

1.洗涤产品生产工艺

油脂的碱性水解称作皂化.使用过量的碱，油脂可以完全水解并转化成脂肪酸盐和甘油皂化反应是不可逆反应，其反应方程式如下，式中：R1、R2、R3，分别代表3个碳原子数相同或者不同的烃基.

皂化方法有2种：一种为均相皂化，另- -种为非均相皂化.均相皂化是先将废油脂溶解于适当的溶剂中（如乙醇），形成均相溶液，然后在碱触媒的作用下水浴进行皂化反应，最后加入饱和食盐水，使固体块状皂化物析出；非均相皂化是在维持废油脂原形的条件下，直接在碱触媒的作用下进行水浴皂化反应，最后加入饱和食盐水，析出皂化物.采用均相皂化法，产物中溶剂的分离和回收较困难；采用非均相皂化法，皂化反应速度慢，反应时间较长，但能直接得到固体皂化物，且皂化物的分离、干燥比较容易，因此一般非均相皂化应用较多.常用的非均相皂化工艺为：将一定量的脱色废油脂加入反应器，水浴加热至100°C时将质量分数为30%的氢氧化钠溶液分3次加入到废油脂[m（NaOH）：m（废油脂） =1：2]，边加入边缓慢搅拌，使油脂与碱液充分接触.在皂化反应开始时先加入1/4的碱液，搅拌至油脂呈乳化状态分散在碱液中，时间约1h，此时皂化反应加快，再加入2/4的碱液，反应2h后，加入剩余碱液.反应过程中要不断搅拌，并控制pH值在9～10.当皂粒或皂胶形成后，盐析2次，静置沉淀1d，排出底部的黑水.皂基逐渐凝固析出，取出干燥后，可压制成不同形状的肥皂或配制洗衣粉.

（二）工业化处理现状

1.生物柴油生产工艺

利用餐厨废油脂生产生物柴油，常用的生产方法为预酯化-二步酯交换-酯蒸馏工艺.其流程为：经预处理的油脂与甲醇一起，加入硫酸作催化剂，在60°C常压下进行酯交换反应，生成脂肪酸甲酯（即生物柴油），由于化学平衡的关系，在一步法中油脂到甲酯的转化率仅达到96%.为超I脱这种化学平衡，通常采用二步反应，即通过一个特殊设计的分离器连续地除去初反应中生成的甘油，使酯交换反应继续进行，可获得高达99%以上的转化率. 第二步，加入少量NaOH进行中和，去除多余的酸.由于碱催化剂的作用生成了肥皂、色素和其他杂质混合在少量的肥皂中，产生深棕色的分离层，在分离操作时将其从酯层分离掉。通过这种精制作用可以高转化率获得浅色的脂肪酸甲酯.这里面最重要的一步反应是酯交换，反应式为：

2.润滑油生产工艺

利用餐厨废油作为原料生产润滑油的工艺如图2.通常分为5个步骤：（1）将餐厨废油、一定量的水Li0H和基础油加入反应器进行皂化.皂化温度为110～120°C.其间反应体系随着金属皂的生成黏度增大，不断补充基础油，使体系的黏度下降，以便反应能够正常进行；（2）反应进行大约2.5～3h，体系的黏度不再变化，说明皂化反应完成，可以开始脱水；（3）当体系由乳白色变为淡黄色，体系中不再有沸腾的水泡，说明水已蒸干，此时加入剩余的基础油；（4）升温到190～200°C，体系成为熔胶状态.停止加热，进行冷却；（5）冷却方式对润滑脂的结构和性能有很大的影响冷却方式宜采用自然冷却（即慢冷）.冷却至室温后，用三辊磨进行研磨细碎后，形成润滑油产品。

三、展望

我国餐厨废油资源非常丰富，但其成分复杂、来源不稳定，相关的回收利用、检测方法与制度也不够完善，并且我国对餐厨废油的管理对象是餐厨废油比较集中的学校、餐馆、食品加工厂，对居民家庭餐厨废油、油烟机废油的管理还是空白。如果将餐厨废油管理的范围扩大，能将家庭餐厨废油、油烟机废油与现有的餐厨废油合并统一-管理，构建餐厨废油的科学回收制度，并进行资源化利用，即可做为生物柴油原料的有效补充，又可减少资源环境污染和资源浪费，对餐厨废油做到真正意义上的“变费为宝”目前国内外餐厨废油深加工技术较多，主要包括生产生物柴油技术、硬脂酸和油酸技术、肥皂或洗衣粉技术、润滑油技术、混凝土制品脱模剂技术等。（作者单位：南开大学滨海学院）

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