餐飲廢油資源化利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

王 敏 吳 澎

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院；山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，泰安 271018)

餐飲廢油是指已利用過(guò)的被丟棄、再無(wú)直接食用價(jià)值、內(nèi)含大量重金屬與細(xì)菌和病毒的油脂[1]，若處理方式不恰當(dāng)，就會(huì)引發(fā)一系列危害[2]。餐飲廢油在餐廚垃圾中占有較大的比例，而我國(guó)餐廚垃圾在生活垃圾中占有高達(dá)30%～50%的比例[3]。餐廚垃圾中的含油量較高，我國(guó)部分地區(qū)與歐洲一些國(guó)家相比尤為突出(圖1)，若能處置得當(dāng)，會(huì)有很大的回收利用價(jià)值[4]。

回收利用餐飲廢油，將其化害為利，變餐飲廢油為有利資源，不僅可以消除對(duì)食品安全和資源環(huán)境的潛在危害，而且有補(bǔ)充我國(guó)石油消費(fèi)的作用[5]，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。當(dāng)今，不可再生資源即將消耗殆盡，世界各國(guó)無(wú)一例外都將面臨環(huán)境污染和化石能源枯竭帶來(lái)的壓力。變廢為寶，充分發(fā)揮可再生能源的作用，用以減少化石能源的消耗是大勢(shì)所趨。其中，生物質(zhì)能源在諸多可再生能源中起到不可替代的作用。原料是制約我國(guó)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，摸清我國(guó)生物質(zhì)原料資源狀況和分布特征，是發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)[6]。如何進(jìn)行餐飲廢油的資源化利用已成為各國(guó)廣泛關(guān)注的問(wèn)題，也是目前社會(huì)各界人士致力解決的一個(gè)重要課題。

1 各國(guó)餐飲廢油的收集、提取模式

1.1 餐飲廢油收集、提取的必要性

餐廚垃圾含有的大量油脂，容易在物料表面形成泡沫和浮渣層，阻礙沼氣的溢出，減少發(fā)酵液中可收集利用的甲烷氣體量，導(dǎo)致厭氧系統(tǒng)中厭氧活性微生物的損失。油脂代謝產(chǎn)生的長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧消化過(guò)程起著強(qiáng)烈的抑制作用，提油是餐廚垃圾厭氧消化前的必要步驟?？筛∮?、分散油、乳化油、溶解油、固相內(nèi)部油脂是餐飲廢油的主要存在形式[7]。其中，可浮油是用以衡量餐廚垃圾提油性的重要指標(biāo)。然而，原始餐廚垃圾中，可浮油含量很低，餐廚垃圾提油前需要經(jīng)過(guò)預(yù)處理，增強(qiáng)水分和油脂的擴(kuò)散性能，破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)油脂釋放，使固相內(nèi)部油脂浸出，以提高油脂回收率。

餐飲廢油處理不當(dāng)不僅會(huì)帶來(lái)食用油摻假等食品安全領(lǐng)域的難題，其與廢水產(chǎn)生的油水混合物會(huì)造成嚴(yán)重的土壤污染、水環(huán)境污染，氧化產(chǎn)生的副產(chǎn)物還會(huì)造成大氣污染，引起人體不適，餐飲廢油放任不管百害而無(wú)一利[8]。因此，對(duì)餐飲廢油進(jìn)行集中收集提取十分必要。研究表明，我國(guó)從產(chǎn)品獲得經(jīng)濟(jì)收益的角度，餐廚垃圾處理方式從優(yōu)至劣依次為：濕熱提油加厭氧消化、全部厭氧消化、僅濕熱提油、僅直接提油[9]。

1.2 各國(guó)餐飲廢油收集、提取方法

各國(guó)餐飲廢油的收集方法、提取方式各不相同。美國(guó)有專(zhuān)門(mén)收集含油量高的餐廚垃圾的全封閉垃圾桶，由專(zhuān)門(mén)的人員負(fù)責(zé)，再統(tǒng)一進(jìn)行回收，不允許將其放入粉碎一般餐廚垃圾所用的食物殘?jiān)鬯闄C(jī)[10]。新西蘭在回收餐飲廢油方面也有專(zhuān)門(mén)的對(duì)策，明確規(guī)定了餐飲廢油和脂肪由專(zhuān)門(mén)指定的公司收集，不允許私自將餐飲廢油直接傾倒丟棄，而應(yīng)該儲(chǔ)存在單獨(dú)的容器中，等待專(zhuān)人收集。德國(guó)必須購(gòu)置按照最嚴(yán)格的歐洲油脂分離標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的油水分離設(shè)備，分離出來(lái)的油由政府特批的公司統(tǒng)一回收[11]。英國(guó)大部分住宅集中區(qū)都有一個(gè)容量為1 000 L的廢油收集桶，桶上方的過(guò)濾網(wǎng)可起到過(guò)濾作用，避免居民將食物殘?jiān)谷肜?，廢棄油脂要裝在酸奶瓶或密封容器內(nèi)[12]。加拿大等國(guó)家專(zhuān)設(shè)廢油垃圾桶或廢油收集井，由政府指定專(zhuān)門(mén)回收廢油的公司來(lái)收集。

1.3 餐飲廢油處理裝置

我國(guó)為充分利用餐飲廢油，一些處理設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生(表1)。這些餐飲廢油處理設(shè)備的應(yīng)用十分便捷，在一定程度上為餐飲廢油的回收工作提供了便利，解決了部分因餐飲廢油造成的生活難題，如異味擴(kuò)散、下水道堵塞等。

表1 餐飲廢油處理設(shè)備及其特點(diǎn)

2 各國(guó)餐飲廢油資源化利用現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外餐飲廢油資源化利用現(xiàn)狀

餐飲廢油可以作為原材料規(guī)?；a(chǎn)其他產(chǎn)品，例如多種節(jié)能材料和化工產(chǎn)品，還可提煉成生物柴油燃料甚至航空燃油，開(kāi)發(fā)利用價(jià)值很大[18,19]。

日本京都自1997年起，從餐飲場(chǎng)所及住戶家庭回收餐飲廢油，將其再資源化，用以生產(chǎn)甲基醚燃料，提供給垃圾車(chē)和客車(chē)使用。并于2001年起實(shí)施《食品廢棄物循環(huán)法》，于2004年開(kāi)始運(yùn)行廢油回收設(shè)施，每天可以回收5 000 L以上廢油，用以保證提煉符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的生物燃料。這一規(guī)模化做法，有效利用了餐飲廢油并設(shè)法有效抑制垃圾的產(chǎn)生[20]。日本Euglena公司2018年10月在日本橫濱建成了日本第一套生產(chǎn)可再生航煤和柴油的示范裝置，以餐飲廢油等為原料，采用生物燃料異構(gòu)轉(zhuǎn)化工藝，制造創(chuàng)新型極高的可再生柴油，并與諸多公司合作[21]。英國(guó)政府與生物燃料系統(tǒng)合作，將收購(gòu)的餐飲廢油提供給生物柴油生產(chǎn)商，回收的餐飲廢油轉(zhuǎn)化成生物燃料或倒入焚化爐，用于發(fā)電。不僅避免了廢油的再次被餐飲業(yè)使用，也保護(hù)了自然環(huán)境[22]。在美國(guó)威斯康星州，一家回收餐飲廢油的公司免費(fèi)提供餐飲廢油的儲(chǔ)存容器，并上門(mén)以每加侖50美分到2美元的價(jià)格回收,用來(lái)生產(chǎn)生物柴油，且美國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)有名為格里芬工業(yè)公司的大型油脂公司，能把廢食用油或動(dòng)物脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量很好的生物柴油[23]，美國(guó)還將餐飲廢油制成一種液態(tài)聚合物，作為一種節(jié)能涂料將其涂在房頂上，可以調(diào)節(jié)房頂?shù)奈鼰釥顩r，使夏天房間內(nèi)涼爽，冬天房間內(nèi)溫暖，減少空調(diào)與壁爐的使用，達(dá)到節(jié)能減排的效果。阿聯(lián)酋幾乎全部的餐廚廢油都被用來(lái)生產(chǎn)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的生物柴油，其燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳要少于傳統(tǒng)柴油燃燒后的二氧化碳量，且適用范圍廣。德國(guó)從回收的餐飲廢油中提取出特殊的化學(xué)成分，用來(lái)生產(chǎn)生物柴油、功能性化學(xué)品、有機(jī)化肥等產(chǎn)品。荷蘭皇家航空公司將餐飲廢油進(jìn)行脫氧處理后，繼而提煉成“加氫可再生飛行燃料”[24]。

從這些國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)可以看出，各國(guó)紛紛重視餐飲廢油的利用，并出臺(tái)了有關(guān)政策予以支持，用餐飲廢油為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品具有較高的使用價(jià)值，并具有在市場(chǎng)推廣的潛力。

2.2 國(guó)內(nèi)餐飲廢油資源化利用現(xiàn)狀

為防止餐飲廢油回收利用走向餐桌，開(kāi)展了鑒別方法研究。余蓋文等[25]為確立餐飲廢油的快速、可靠辨識(shí)指標(biāo)，以菜籽油為樣本考察加工、研究多種熱處理方式對(duì)油脂紫外光譜的影響，該方法對(duì)餐飲廢油的快速辨別具有重要意義。曾驥孟等[26]利用熒光分光光度計(jì)技術(shù)發(fā)明了一種地溝油快速檢測(cè)方法，可快速簡(jiǎn)單鑒定食用油中是否摻有地溝油，具有特異性好、方便、快速的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合磁珠分離核酸技術(shù)和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)以達(dá)到自動(dòng)化提取和方便檢測(cè)的目的，操作簡(jiǎn)單、用時(shí)短。毛銳等[27]應(yīng)用低場(chǎng)核磁共振結(jié)合化學(xué)模式識(shí)別對(duì)油脂種類(lèi)及餐飲廢油進(jìn)行鑒別，最終得出聚類(lèi)分析法可更好甄別餐飲廢油，更好地實(shí)現(xiàn)食用油與餐飲廢油區(qū)分的結(jié)論。

傳統(tǒng)上，餐飲廢油可用作添加劑作為動(dòng)物飼料的原料，但有關(guān)法規(guī)限制了餐飲廢油在動(dòng)物飼料中的使用[28]。目前，進(jìn)行簡(jiǎn)單的加工提純、進(jìn)行水解制取工業(yè)油酸與硬脂酸、利用醇解制取生物柴油、生物轉(zhuǎn)化等四種技術(shù)是我國(guó)餐飲廢油利用的主要途徑[29，30]。

為解決餐飲廢油的去向問(wèn)題，社會(huì)各界人士紛紛響應(yīng)，不同省份和地區(qū)有不同的響應(yīng)措施。1999年，香港大學(xué)一名教授帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)與九龍一家巴士公司合作，收集的廢油來(lái)源于燒豬時(shí)滴出的油脂，經(jīng)過(guò)各種處理環(huán)節(jié)，最終制作出一種可以作為燃料添加劑的生物柴油，這款柴油提供給部分巴士公司測(cè)試使用，獲得良好的反響[31]。福建省主要回收廈門(mén)、福建等地區(qū)的餐飲廢油，以此為原料建設(shè)了一座柴油生產(chǎn)基地，使廈門(mén)、福建等地區(qū)的餐飲廢油得到了有效處理，不僅有效遏制了餐飲廢油重回餐桌，保障了人們的飲食安全，還在環(huán)境保護(hù)方做出了突出貢獻(xiàn)。上海從政策入手，引導(dǎo)公眾樹(shù)立環(huán)保意識(shí)，引導(dǎo)餐飲廢油的合理化利用，基本形成了餐飲廢油回收再利用鏈條，餐飲廢油經(jīng)過(guò)初加工處理后銷(xiāo)售給以廢油為原料的生物柴油企業(yè)[32]。2013年9月起，上海巴士一汽公司協(xié)同上海市食安辦、同濟(jì)大學(xué)相關(guān)部門(mén)，以餐飲廢油為原料，通過(guò)酯交換工藝制成生物柴油，在公交車(chē)上使用時(shí)動(dòng)力基本不減，顆粒物排放降低近一成。目前該公司已有多條線路的公交車(chē)使用生物柴油作為燃料。2015年3月，加注中國(guó)石化1號(hào)生物航空煤油的海南航空波音737-800客機(jī)載客完成了從上海飛北京的任務(wù)，該生物航空煤油以餐飲廢油為原料生產(chǎn)而成，我國(guó)成為世界少數(shù)幾個(gè)擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)并成功商業(yè)化的國(guó)家[33]。我國(guó)與其他國(guó)家也展開(kāi)相應(yīng)的合作，2017年11月，海南航空HU497航班使用中石化利用餐飲廢油生產(chǎn)的生物航煤，從北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)飛往美國(guó)芝加哥，標(biāo)志著中美綠色示范航線生物航煤航班首次啟航[34]。

這些實(shí)例將餐飲廢油充分利用，在環(huán)境保護(hù)與食品安全等方面起著不同凡響的作用。除此之外，我國(guó)其他地區(qū)也紛紛響應(yīng)餐飲廢油再利用的號(hào)召，餐飲廢油再利用行業(yè)朝氣蓬勃，呈現(xiàn)出蒸蒸日上的態(tài)勢(shì)。

3 餐飲廢油的主要利用形式

3.1 生物柴油

生物柴油也被稱為“陽(yáng)光燃料”，是一種可再生的生物質(zhì)燃料，不僅對(duì)環(huán)境友好，而且能直接應(yīng)用于現(xiàn)有柴油機(jī)，是化石燃料的理想替代品。我國(guó)餐飲廢油產(chǎn)量很大，將其轉(zhuǎn)化為生物柴油不僅能化廢為寶，并且能降低其重上餐桌的風(fēng)險(xiǎn)。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國(guó)家對(duì)生物柴油產(chǎn)業(yè)的支持，國(guó)家自2007 年制定了首個(gè)生物柴油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后，又頒發(fā)了許多有利于生物柴油行業(yè)發(fā)展的政策，生物柴油因其清潔環(huán)保且可再生的特點(diǎn)，得到了迅猛發(fā)展，生產(chǎn)生物柴油有利于緩解石化柴油的供應(yīng)壓力，且易于規(guī)?；?、工業(yè)化，符合市場(chǎng)需求，社會(huì)效益顯著[35]。

3.1.1 加氫與催化裂化技術(shù)制備生物柴油

目前，餐飲廢油加氫、催化裂化工藝還處于工業(yè)試驗(yàn)階段。張琳等[36]充分發(fā)揮餐飲廢油的價(jià)值，使用催裂化技術(shù)生產(chǎn)生物柴油，研究得出了固體催化劑和處理過(guò)程中炭化溫度的比例，為改善浮選補(bǔ)收性能確定了生物柴油與普通柴油的最佳比例。廖小華等[31]制備新型催化劑和混合脂肪酸，考察了催化劑使用量、反應(yīng)時(shí)間與溫度的關(guān)系，對(duì)餐飲廢油制造生物柴油具有極高的參考價(jià)值。Farah Halek等[37]研究了使用多相催化劑利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的方法，通過(guò)氧化鈣和納米黏土的初始離子交換反應(yīng)獲得合成催化劑的方法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的特點(diǎn)，適用于具有高游離脂肪酸含量的廢油生產(chǎn)生物柴油，所生產(chǎn)的生物柴油樣品中的甲酯產(chǎn)率均超過(guò)97%。王海超[38]以餐飲廢油為原料，考察了幾種固體堿催化劑合成生物柴油的催化效果，選出了催化效果較好的固體堿催化劑為產(chǎn)率能達(dá)到92%以上的KF/CaO催化劑，以此催化劑為基礎(chǔ)，可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型負(fù)載固體堿催化劑，為優(yōu)化生物柴油制備創(chuàng)造條件。

催化裂技術(shù)生產(chǎn)的生物柴油兼容性好，在化學(xué)組成上與石化柴油相同，理化性質(zhì)更加接近甚至優(yōu)于石化柴油。與加氫工藝相比，餐廚廢油催化裂化生產(chǎn)低碳烯烴、汽油及柴油前景更加廣闊。廢油加氫工藝受原料中水含量和固體雜質(zhì)影響較大，原料預(yù)處理成本較高，而且還需要大量的高純度氫氣，而催化裂化工藝可以充分利用現(xiàn)有煉廠裝置，節(jié)約設(shè)備投資，并生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，緩解我國(guó)社會(huì)較高的汽柴油需求比這一現(xiàn)狀，是一條餐廚廢油行之有效的資源化利用途徑。

3.1.2 酯交換反應(yīng)制備生物柴油

酯交換法是在催化劑作用下使餐廚廢油與醇類(lèi)發(fā)生酯交換反應(yīng)，可以使用酸、堿或脂肪酶作為催化劑，生成一種長(zhǎng)鏈脂肪酸的單烷基酯，即生物柴油。一般來(lái)說(shuō)，利用餐飲廢油制造生物柴油有兩種工藝，即“兩步法”，一是先降低原料酸值，再用酯交換法制備生物柴油：二是先將高酸值原料徹底水解，再用酯交換法制備生物柴油。王軍超等[32]把餐飲廢油當(dāng)作原料，先進(jìn)行脫色處理，再使用甲醇和濃硫酸作催化劑，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，把制得的生物柴油用作煤泥浮選實(shí)驗(yàn)。鄭夢(mèng)祺等[39]同樣以餐飲廢油為原料，加上乙醇，在密閉的反應(yīng)釜中用濃硫酸和對(duì)甲苯磺酸為催化劑，同時(shí)進(jìn)行酯交換反應(yīng)和酯化反應(yīng)制生物柴油，并且酸催化一步法制備生物柴油技術(shù)對(duì)餐飲廢油及其它高酸值油料均有很好的適用性，完全符合生物柴油指標(biāo)要求。Rauf Foroutan等[40]利用雞蛋殼中提取的氧化鈣和氧化鎂作催化劑，將餐飲廢油進(jìn)行酯交換生產(chǎn)生物柴油，并根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研究其閃點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)黏度、密度、蒸餾點(diǎn)、濁點(diǎn)、傾點(diǎn)、十六烷值、氧化穩(wěn)定性和酸值等物理特性。確定了最佳反應(yīng)條件，生物柴油轉(zhuǎn)化率最高為98.37%。連云港正豐生物能源公司采用由常州大學(xué)研發(fā)的酸堿兩步催化連續(xù)酯交換法生產(chǎn)生物柴油，目前擁有多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，同時(shí)，在省科技廳牽線搭橋下共同合作正在引進(jìn)消化吸收以色列TransBiodiesel公司的脂肪酶生物法生產(chǎn)生物柴油技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)該技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化轉(zhuǎn)化[41]。

酯交換法生產(chǎn)生物柴油適應(yīng)性強(qiáng)、反應(yīng)條件容易實(shí)現(xiàn)，是目前餐廚廢油利用方案中經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)相對(duì)顯著的方法之一[42]。但酯交換反應(yīng)過(guò)程受質(zhì)量傳遞、催化劑穩(wěn)定性影響較大[43]。

3.1.3 酶催化法制備生物柴油

各種制備生物柴油的方法中，酶催化法因反應(yīng)條件溫和、廢液排放少，對(duì)餐飲廢油品質(zhì)要求較低而最具發(fā)展前景，并逐漸受到國(guó)內(nèi)外研究者的重視。但酶催化法成本較高[44]，為解決酶催化法高成本這個(gè)阻礙，申渝等[45]采用固定化酶，可實(shí)現(xiàn)多次循環(huán)使用，降低成本。與傳統(tǒng)化學(xué)方法相比，酶催化水解餐飲廢油因反應(yīng)條件溫和、副產(chǎn)物少、能耗低、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)而逐步受到人們的關(guān)注。酶催化的高成本主要來(lái)源于酶、輔助添加物或反應(yīng)原料，且由于酶源太少，溫度要求苛刻，目前多數(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，鮮見(jiàn)工業(yè)應(yīng)用，但發(fā)展前景廣闊。

目前，人們正在積極響應(yīng)使用生物柴油代替化石燃料，以植物油脂為原料來(lái)制造的生物柴油價(jià)格偏高，推廣應(yīng)用難度較大。而將廢食用油脂回收利用，制造生物柴油，在有效節(jié)約成本的同時(shí)，將餐飲廢油化害為利，是一個(gè)很好的方案。

3.2 功能性化學(xué)品

餐飲廢油的主要成分是三甘油酯，它的前身是天然的動(dòng)物油脂或植物油脂。餐飲廢油通過(guò)脫色、脫臭等預(yù)處理后可以用來(lái)直接酯化、皂化，是用來(lái)制備化工產(chǎn)品的重要原料，還可以用來(lái)生產(chǎn)諸多功能性化學(xué)品[46]。主要分為日常洗滌用品、表面活性劑、潤(rùn)滑劑、復(fù)合改良劑和其他制品等。

3.2.1 日常洗滌用品的制備

魏正妍等[47]將餐飲廢油進(jìn)行預(yù)處理，加之柑橘皮，制作出一款成本低廉且去污力極強(qiáng)的肥皂，具有操作簡(jiǎn)便無(wú)污染的特點(diǎn)，為從源頭上杜絕餐飲廢油的二次食用提供了技術(shù)支撐。盛金英[41]發(fā)明了一種將餐飲廢油進(jìn)行預(yù)處理、酸化、皂化、皂化液增效等步驟，生產(chǎn)洗衣專(zhuān)用皂液的方法，此款皂液容易在市場(chǎng)上推廣并被消費(fèi)者接納認(rèn)可。祝媛媛等[49]綜合利用雙氧水的化學(xué)脫色和活性白土吸附脫色將餐飲廢油的深色褪去，配比蘆薈提取為制作了一款透明肥皂，具有高保濕和滋潤(rùn)的功效。

3.2.2 表面活性劑的制備

張威等[50]利用餐飲廢油與丙二胺直接反應(yīng)合成了脂肪酰胺丙基·二甲基胺，該技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)對(duì)于廢油制備陽(yáng)離子型和兩性表面活性劑的工業(yè)生產(chǎn)具有重要的實(shí)際意義。劉先杰等[51]以餐飲廢油為原料，采用甘油酯法制備具有良好表面活性的脂肪酸二乙醇酰胺，通過(guò)均勻?qū)嶒?yàn)確定最優(yōu)合成反應(yīng)條件下油脂轉(zhuǎn)化率為98.3%，除作為表面活性劑使用外，還可作為中間產(chǎn)物用于進(jìn)一步加工，胺值和pH均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。牛永武等[52]首次以餐飲廢油為唯一碳源利用微生物轉(zhuǎn)換合成露糖赤蘚糖醇脂，產(chǎn)物產(chǎn)量及理化性質(zhì)與大豆油為底物基本相當(dāng)，該表面活性劑具有性能優(yōu)良和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

3.2.3 潤(rùn)滑劑的制備

李雄等[53]在HND-26固體酸催化劑作用下,使精制餐飲廢油水解得到的混合脂肪酸與新戊二醇發(fā)生酯化反應(yīng),制備出具有良好減摩抗磨性的脂肪酸新戊二醇酯型合成潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)油，最佳反應(yīng)條件下脂肪酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.31%，該類(lèi)基礎(chǔ)油具有適宜的粘度，較高的黏度指數(shù)和較低的傾點(diǎn)。

3.2.4 復(fù)合改良劑的制備

張金喜[54]以90#基質(zhì)瀝青和基于餐飲廢油制備的生物質(zhì)重油為原材料，探究餐飲廢油作為石油瀝青抗老化劑的可行性，研究表明，隨著生物質(zhì)重油摻量的增加, 生物瀝青的中溫抗疲勞性能和低溫性能均有著不同程度的提高。馮國(guó)東等[55]以成本低廉、來(lái)源廣泛的餐飲廢油為主要原料,通過(guò)酯交換、環(huán)氧化和開(kāi)環(huán)等常用的化學(xué)反應(yīng)制備出性能優(yōu)良的聚氯乙烯增塑劑，在一定條件下可以完全替代石化基增塑劑。

3.2.5 其他功能性制品

陳碩平等[56]以餐飲廢油為原料，將餐飲廢油進(jìn)行預(yù)處理后，再經(jīng)鹽析、抽濾、干燥等步驟獲得皂化物，加酒精溶解注模，冷卻后即得到一款火焰穩(wěn)定、燃燒時(shí)間長(zhǎng)的固體酒精。Li 等[57]研究了以Fe2O3、Al2O3、CaO及活性炭作為催化劑，在高溫下催化餐廚廢油制備合成氣的工藝過(guò)程，結(jié)果表明，在750 ℃、Fe2O3催化作用下，廢油轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%，H2和CO含量達(dá)到48%、10%，其余為副產(chǎn)物CH4、CO2、C2、C3等。徐旭等[58]采用酸化法對(duì)餐飲廢油進(jìn)行脫膠處理，采用活性白土進(jìn)行脫色脫臭處理，制備的氨基醇酸浸漬漆性能完全可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，采用餐飲廢油替代植物油試制出其中的醇酸樹(shù)脂，降低了生產(chǎn)成本。

這些功能性化學(xué)品具有穩(wěn)定的性質(zhì)，質(zhì)量可以與傳統(tǒng)功能性化學(xué)品相媲美且成本低于使用傳統(tǒng)原料，若能大規(guī)模投入生產(chǎn)，將對(duì)餐飲廢油的多元化利用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.3 生物轉(zhuǎn)換技術(shù)

徐春笑等[59]研究了不同比例的蟲(chóng)卵添加量在黑水虻生物轉(zhuǎn)化技術(shù)中對(duì)生物轉(zhuǎn)化過(guò)程和鮮蟲(chóng)產(chǎn)量的影響，探索黑水虻生物轉(zhuǎn)化技術(shù)對(duì)餐廚垃圾的減量化水平。黑水虻作為資源昆蟲(chóng)，通過(guò)其自身的取食行為和消化作用，將餐廚垃圾中的有機(jī)成分在體內(nèi)消化分解后用于自身生長(zhǎng)發(fā)育，這個(gè)過(guò)程中餐飲廢油轉(zhuǎn)化為生物油脂和蛋白質(zhì)，可用來(lái)加工制備高附加值的昆蟲(chóng)蛋白源飼料、復(fù)合飼料中魚(yú)粉的替代品及生物柴油[60]。減少了餐廚垃圾的體積和惡臭氣體逸散量，避免滋生蒼蠅并消除細(xì)菌[61，62]。利用好氧微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)進(jìn)行生物降解，最終得到穩(wěn)定高肥力腐殖質(zhì)。在此基礎(chǔ)上投入蚯蚓，利用蚯蚓生理新陳代謝作用，將餐廚垃圾里的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[63]。國(guó)內(nèi)外科學(xué)家利用生物精煉方法，開(kāi)發(fā)出了一種廢棄生物物質(zhì)，用于回收或生產(chǎn)增值產(chǎn)品，酵母、真菌、細(xì)菌和藻類(lèi)等微生物都已用于此目的[64]，項(xiàng)海等[65]研究了生物表面活性劑鼠李糖脂發(fā)酵液在含廢油餐飲廢水的好氧處理過(guò)程中的降解性能，研究表明，鼠李糖脂發(fā)酵液能非常迅速地促進(jìn)廢水中餐飲廢油的生物降解，此項(xiàng)研究對(duì)生物轉(zhuǎn)換技術(shù)處理餐飲廢油具有重要意義。

生物轉(zhuǎn)換技術(shù)處理餐飲廢油是一種綠色、安全的處理方法，具有良好的發(fā)展前景[66]，但技術(shù)尚未成熟，仍未進(jìn)行大規(guī)模推廣。

4 餐飲廢油利用中存在的問(wèn)題及前景展望

4.1 存在的問(wèn)題

全球能源行業(yè)正處于深度調(diào)整期，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變革，清潔化、低碳化已成為當(dāng)代發(fā)展的重要趨勢(shì)，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)同樣經(jīng)歷調(diào)整優(yōu)化，綠色環(huán)保將成為新時(shí)代能源企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。餐飲廢油利用資源化，是對(duì)當(dāng)前資源利用走向清潔化、綠色化的有力支撐，但各種技術(shù)都或多或少地存在著制約，見(jiàn)表2。

表2 餐飲廢油處理技術(shù)對(duì)比

以加氫與催化裂技術(shù)、酯交換法生產(chǎn)的生物柴油理化性質(zhì)不輸傳統(tǒng)石化柴油，因此具有廣闊的發(fā)展前景；所生產(chǎn)的功能性化學(xué)品性質(zhì)良好，加大研發(fā)力度將其規(guī)?；a(chǎn)必定獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益；生物轉(zhuǎn)換技術(shù)處理餐飲廢油是最天然綠色的方式，但所需周期長(zhǎng)，如何將酵母，真菌，細(xì)菌和藻類(lèi)等微生物合理利用進(jìn)來(lái)，是一項(xiàng)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。

由于各種社會(huì)原因和經(jīng)濟(jì)原因，餐飲廢油利用和回收方面還存在其他方面的問(wèn)題。首先，政府與相關(guān)部分部門(mén)引導(dǎo)力度不夠。公眾對(duì)餐飲廢油回收再利用的意識(shí)淡薄，大部分民眾仍然直接丟棄餐廚垃圾，餐飲廢油得不到及時(shí)分類(lèi)與回收，造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)和環(huán)境污染，甚至影響人們的身心健康。其次，餐飲廢油的收集成本過(guò)高，回收利用不足[67]。餐飲廢油收集系統(tǒng)和回收機(jī)制不健全，缺乏專(zhuān)門(mén)過(guò)濾回收餐飲廢油的儀器設(shè)備和專(zhuān)門(mén)從事餐飲廢油回收工作的人員。再者，雖然現(xiàn)在對(duì)餐飲廢油的資源化利用的研究越來(lái)越多，但仍存在技術(shù)研制和開(kāi)發(fā)不足的問(wèn)題[68]，為生產(chǎn)者帶來(lái)附加值高的高利潤(rùn)產(chǎn)品較困難，不具備大規(guī)模的廠房設(shè)備用以再加工副產(chǎn)品。

我國(guó)餐飲廢油回收治理中尤為重要的一點(diǎn)是要給餐飲廢油一個(gè)合理的利用途徑，明確餐飲廢油的使用去向，使開(kāi)發(fā)利用全過(guò)程公開(kāi)透明；使實(shí)驗(yàn)室的方法推廣成工業(yè)化的生產(chǎn)方法和尋求適應(yīng)性廣且大規(guī)模生產(chǎn)的方法壓力較大。

4.2 餐飲廢油資源化利用前景展望與對(duì)策

我國(guó)幅員遼闊，餐飲廢油來(lái)源廣闊，不同來(lái)源的餐廚廢油成分復(fù)雜多樣，導(dǎo)致了其資源化利用方向的不確定性。因此，一方面需要有效合理地將餐飲廢油收集起來(lái)；另一方面，需要通過(guò)預(yù)處理使其成為符合工藝要求的原料，研發(fā)新的對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)的轉(zhuǎn)化工藝。為更好地將餐飲廢油轉(zhuǎn)化為有利資源，要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

第一，完善餐飲廢油回收機(jī)制。建立起一套完整的回收處理產(chǎn)業(yè)鏈與監(jiān)管系統(tǒng)，包括專(zhuān)門(mén)工作的崗位設(shè)立與專(zhuān)業(yè)從業(yè)人員的培訓(xùn)、回收設(shè)備的研發(fā)、餐飲廢油盛放容器的設(shè)計(jì)，餐飲廢油的運(yùn)輸、保存與提取方法等，從源頭上控制餐飲廢油的去向，做到全過(guò)程公開(kāi)透明。

第二，加大對(duì)餐飲廢油資源化利用產(chǎn)業(yè)的扶持力度，對(duì)企業(yè)與研究單位進(jìn)行政策與資金上的支持，將優(yōu)惠政策落實(shí)到細(xì)節(jié)，覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)，照顧到每個(gè)研發(fā)人員和從業(yè)人員。

第三，加強(qiáng)科技投入量，培養(yǎng)高學(xué)歷優(yōu)秀研發(fā)人員，積極與各大高校建立合作關(guān)系，加大實(shí)驗(yàn)室研發(fā)力度，待技術(shù)成熟后尋求企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)，爭(zhēng)取將產(chǎn)業(yè)鏈延伸到更深更遠(yuǎn)的水平，用更加豐富的產(chǎn)品支撐餐飲廢油再利用產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，積極與國(guó)外相關(guān)部門(mén)進(jìn)行合作交流，形成和建立高附加值衍生產(chǎn)品的研發(fā)體系與營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)體系。

第四，加大政府規(guī)制力度，引導(dǎo)公眾了解餐飲廢油再利用產(chǎn)業(yè)，樹(shù)立環(huán)保意識(shí)，制止餐飲廢油隨意丟棄排放的行為，積極配合餐飲廢油分類(lèi)與回收工作，鼓勵(lì)公眾使用利用餐飲廢油生產(chǎn)的產(chǎn)品。