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利用餐厨垃圾中的油脂生产生物柴油技术与政策问题研究

2011-10-26 15:35
默菲
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 3  废弃油脂生产生物柴油的技术路线与质量

废弃油脂包括“地沟油”与“泔水油”生产生物柴油基本可包括(1)油的分离,水的处理,渣的处理;(2)“泔水油”与“地沟油”的精制;(3)精制的泔水油经过碱法生产出生物柴油与甘油;或者经过生物酶以及超临界方法生产生物柴油;(4)精制的地沟油经过酸催化生产生物柴油,或者经过生物酶以及超临界方法生产生物柴油。

  3.1  关于油的分离

  隔油池垃圾中废弃油脂的分离。目前,隔油池垃圾的处理主要分为前处理技术与后处理技术两个部分。

  前处理技术主要是将一些油水分离装置安装在饭店的洗碗池下,当洗碗水流过分离装置时,先将其中的固体颗粒物经过筛网分离,然后,将液体中的油水分离开。目前存在的主要问题是,由于我国油脂中的饱和脂肪酸甘油三脂的含量比较高,在筛网上容易导致堵塞,使得整个设备由于水流不能通过导致设备彻底失灵。同时,分离出的固体颗粒物中的固体油脂含量很高,导致分离出的菜叶、米粒等固体物质几乎全部被动物脂包围着;另一个方面,由于餐具洗涤过程中,洗涤灵等表面活性剂的含量很高,导致油脂与水无法完全分离,油中含水,水中大量含油,严重时根本无法分离。第三个方面,是食物残渣腐败产生的臭味问题不好处理。从目前的应用情况看,效果很不理想,据调查,很多饭店买了分离装置运转一段时间后就拆了下来,主要的原因就是堵塞严重,分离不清,臭气难闻。

  后处理部分主要是在油脂与水、固体颗粒进入隔油池以后,将漂浮在水面的含油物质捞出来,然后进行处理。目前应用比较多是大锅煮,将隔油池垃圾煮沸,油漂浮在水面,然后将油提出来。存在的问题是,能耗很高,臭气熏天;油中含水含渣量很高,排放的废水中油脂含量很高。目前,打击的比较多的也是此类技术,笔者认为此类技术应尽快淘汰。

  后处理的技术还有高速离心分离、溶剂抽提等,技术还不成熟,应用中存在很多问题。

  最近几年开发的隔油池垃圾混沌物系的整体处理方案,比较完善。这种分离方案首先研究出隔油池垃圾的结构是,吸油物质不吸水,吸水物质不吸油,中性物质水与油存在竞争吸附;吸附形式对植物油来说是核心吸附,对动物油来说主要是表面吸附;分离的思路主要是先分离动物油再分离植物油。油与水渣同时分离,而不是采用常规的油水与渣先分离,然后油水分离;处理过程没有臭味,油中没有渣、水含量低于0.5%,水中不含油与渣;其依据的基本原理是胶状物系的整体处理原理,处理过程不消耗外来能源。

  隔油池垃圾的技术选择将以后处理为主,后处理技术中将以混沌物系的整体处理方案为主,大锅熬制技术将被淘汰。

  餐厨垃圾中油的分离目前主要采用先将液体分开,将液体中的浮油分离出来,然后,对含水比较高的餐厨垃圾进行水蒸气汽提。只能将漂浮在水中的油提取出来,而对于食物残渣中含有的油脂很难提取出来。目前存在的问题是能耗太高、油脂的提取率比较低,经济上不太合算。需要从根本上弄清楚油在剩饭剩菜中的存在形式,然后有针对性地进行分离。对剩饭剩菜而言,要以处理剩饭剩菜为主,处理油脂为辅,这样从经济上能够做到比较合算。

  3.2  关于“地沟油”与“泔水油”的精制

  精制的主要目的是将油中的水与渣分离出来,满足生物柴油生产需要。目前常用的方法是将原料油输入到锥形罐中,加热到一定的温度,然后用热水洗涤,将油中的渣分离到水中去,然后将油进行闪蒸分离出油中的水,缺点是能耗比较高,分离过程产生含油污水。比较好的办法是在餐厨垃圾与隔油池垃圾处理现场将油脂净化好,将废水含量控制在0.5%以下,油中不要含渣。

  3.3  “地沟油”生产生物柴油

  地沟油的酸值比较高,采用碱法生产生物柴油由会产生大量的皂,导致油的质量不合格。因此需要采用酸作为催化剂,然后经过分离酸废水、分离甘油、生物柴油减压蒸馏,得到生物柴油成品。这个技术目前是生物柴油产业的主流技术。但是过程中容易产生酸废水,设备腐蚀比较严重。生物酶法和超临界法在地沟油生产生物柴油方面有过尝试,但需要时间发现问题,使技术成熟。但减压蒸馏装置是必须保留的。

  3.4  泔水油生产生物柴油

  泔水油的酸值比较低,采用碱法生产生物柴油,工艺路线比较短,成本低,比较实用。酶法与超临界方法也可以将泔水油转化为生物柴油,但是能耗比碱法生产生物柴油要高。泔水油生产生物柴油的技术路线主要是将碱如氢氧化钾、氢氧化钠提前溶解在甲醇中,然后与泔水油反应,反应时间约30-60min,然后分离甘油,即得到生物柴油。

  由于泔水油与地沟油性质差别大,因此将地沟油与泔水油混合生产生物柴油是不科学的。地沟油生产生物柴油必须安装减压分离装置,能耗比泔水油生产生物柴油高得多。

  3.5  地沟油泔水油生产生物柴油的质量问题

  经过检测,由地沟油、泔水油生产的生物柴油,除氧化安定性外,其余15项指标完全可以达到国家标准。目前社会上对地沟油与泔水油生产的生物柴油有很多误解,认为地沟油、泔水油得到的生物柴油质量达不到国家质量标准,实际上,只要完全按照生产工艺要求,由这两种油脂生产的生物柴油都可以达到国家标准。之所以会出现一些由地沟油或泔水油生产的生物柴油达不到过家标准,原因之一是偷工减料,酯化反应不完全,导致甘油三脂没有完全转化为脂肪酸甲酯,这样的生物柴油在车辆上使用容易积碳,难启动;原因之二是产物没有经过减压蒸馏,导致一些重组分没有分离出来,在车辆上使用时容易堵塞滤清器。更有一些生产厂商简单地将甲醇与地沟油勾兑作为生物柴油销售,这种油与生物柴油从根本上说就是两回事。因此,不进行科学分析,错误地将地沟油、泔水油生产的生物柴油划为不合格是不公平的。

  4  若干建议

  (1)餐厨垃圾、隔油池垃圾的收集体系、运输体系、处理体系需要有一定的国家标准,彻底解决目前餐厨垃圾、隔油池垃圾收集无序,收集运输过程到处泄露、臭味熏天的状态,处理过程中的污水含油高,处理废渣含水含油高,处理过程中臭气没有有效处理,污染严重等问题。餐厨垃圾、隔油池垃圾处理过程要做到没有臭味、生产车间没有异味等;餐厨垃圾、隔油池垃圾处理设备要有国家标准,目前已经投入运行的餐厨垃圾设备很多没有达到相应的国家标准,很多设备运转过程中能耗高、腐蚀严重、泄露严重。处理过程要注意有严格的环境保护标准,不能将餐厨垃圾处理变成一个新的污染产业。

  (2)餐厨垃圾处理、隔油池垃圾所得产品要符合一定的国家标准,如污水排放要达到国家标准,所得的油脂如果用于生物柴油就要在水含量、渣含量以及油溶性蛋白质等含量达到一定的标准;所得渣如果用于饲料则要在各种细菌的含量方面达到要求,蛋白含量要达到饲料的标准;如果用于堆肥等用途,则要在水含量等方面加以要求。

  (3)要借鉴历史经验教训,防止过去的问题重现。从各个城市管理历史上看,都有餐厨垃圾以及隔油池垃圾的管理部门以及管理文件,特许经营以及政府主导、公众参与、公司化运作等模式都实行过,但多年来层层转包最终使得废弃油脂管理形同虚设,废弃油脂回流餐桌时有发生;同时,管理过程时紧时松。

  (4)要从产业链整体来进行餐厨垃圾与隔油池垃圾管理。目前,注意力多集中在前段,即收集运输段,如何做好后续垃圾的应用没有引起足够重视。前段的收集处理部分要与后续应用衔接起来。一些城市在餐厨垃圾处理过程中没有考虑当地的垃圾堆肥、饲料行业、生物柴油行业的产业分布,导致前段餐厨垃圾收集过度集中,后端的堆肥企业、饲料行业以及生物柴油行业没有原料或者原料高度垄断导致后端的企业没有原料或者原料价格过高不能承受。
 

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