01，引言       由于餐飲業(yè)的興起,中國(guó)廚余垃圾總量不斷增加并且在運(yùn)輸過(guò)程中易腐爛發(fā)臭滋生微生物,對(duì)環(huán)境和人體造成了嚴(yán)重危害的同時(shí)制約了城市發(fā)展。傳統(tǒng)的處理方式包括填埋、焚燒、堆肥和機(jī)械破碎,比較先進(jìn)的方式有飼料化處理和生物柴油制備。廚房垃圾含油量高,通過(guò)人工簡(jiǎn)單的脫酸與取水、脫色和過(guò)濾等方法制造出“假食用油”也就是俗稱(chēng)的地溝油,回流到食用油市場(chǎng)和餐飲業(yè)會(huì)嚴(yán)重危害人民的身體健康。

02，廢棄油脂的理化性質(zhì)餐廚垃圾收運(yùn)

餐廢棄油脂是烹飪過(guò)程中產(chǎn)生的一種混合脂肪酸的甘油三酸酯混合物,餐飲油脂的理化性質(zhì)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):餐飲油脂的有機(jī)質(zhì)含量高,孫通[1]經(jīng)過(guò)對(duì)重慶大學(xué)周邊的餐飲油脂監(jiān)測(cè)后發(fā)現(xiàn)餐飲油脂有很高的熱值;餐飲油脂中的鹽含量非常高,緣由與幾千年來(lái)中國(guó)一直保持著使用油脂加工成分的烹飪方法;廢棄油脂富含病原微生物,來(lái)源復(fù)雜且含有大量的對(duì)人體有害的細(xì)菌和病原體,尤其是在夏季,其中的細(xì)菌和病原體會(huì)大量繁殖,對(duì)人類(lèi)生命的安全構(gòu)成了巨大威脅。

03，傳統(tǒng)處理技術(shù)及現(xiàn)狀餐廚垃圾收運(yùn)

廢棄油脂中豐富的油脂可以通過(guò)處理后制成肥皂、柴油和航空燃料。目前餐飲油脂的處理主要有以下技術(shù):(1)微生物發(fā)酵技術(shù)。龔仁等人[2]率先使用熱帶假絲酵母菌枯草芽孢桿菌與廢棄油脂混合發(fā)酵后的產(chǎn)物作為牲畜飼料發(fā)酵產(chǎn)物,無(wú)霉味且有淡淡的酒香味。廢棄油脂被用作飼料很容易引起牲畜體內(nèi)毒素的積累,由于禽畜患病不斷,許多國(guó)家都對(duì)直接使用餐飲油脂作為牲畜飼料的行為進(jìn)行限制。(2)皂化處理技術(shù)。用甘油三脂能夠與鈉鹽等堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)來(lái)生成脂肪酸金屬鹽和甘油。鄧琪等人[3]利用廢棄油脂作為試驗(yàn)材料,采用非均相法進(jìn)行皂化試驗(yàn)。

04，高效處理廢棄油脂的新途徑

1 厭氧降解消化處理技術(shù)

1.1 污泥厭氧消化

在嚴(yán)格厭氧的條件下,通過(guò)各種微生物的共同代謝將各種復(fù)雜有機(jī)物如蛋白質(zhì)和多糖等形成終端產(chǎn)物(如大量CH4氣體等)的過(guò)程。傳統(tǒng)的厭氧消化過(guò)程有水解階段與酸化階段、乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段,目前認(rèn)識(shí)到的產(chǎn)甲烷菌主要有乙酸代謝型、甲基代謝型和CO2營(yíng)養(yǎng)型3種途徑代謝類(lèi)型。

1.2 油脂的厭氧降解

油脂厭氧降解過(guò)程,首先在水解酶的作用下油脂先水解為甘油和脂肪酸,其次甘油相對(duì)容易降解,可以在某些細(xì)菌作用下直接降解成小分子的酸和醇。

1.3 聯(lián)合厭氧消化技術(shù)

因?yàn)閱为?dú)對(duì)污泥進(jìn)行厭氧消化和單獨(dú)厭氧消化油脂不能實(shí)現(xiàn)有效的厭氧消化,并且油脂降解過(guò)程中的有許多抑制因素,使油脂的降解率低、消化成本高。將低熱值污泥和高有機(jī)質(zhì)含量的餐飲油脂混合形成共消化基質(zhì),使用稀釋的污泥來(lái)緩解長(zhǎng)鏈脂肪酸的毒性來(lái)達(dá)到協(xié)同處理的效果。

2 制備生物燃油

與常用的石化燃油相比,生物燃油不僅原料來(lái)源十分廣泛,而且點(diǎn)火性良好、不易腐蝕容器,同時(shí)熱值可以超過(guò)80%以上的傳統(tǒng)石化燃料油,在自然狀況下能實(shí)現(xiàn)生物降解的優(yōu)良環(huán)保特性。

廢棄油脂向生物柴油的轉(zhuǎn)換方法包括以下幾個(gè)方面。

(1)酯交換法。酯交換法是利用低碳醇在催化劑的情況下,通過(guò)甲氧基取代長(zhǎng)鏈脂肪酸上的甘油基,形成長(zhǎng)鏈脂肪酸甲酯,縮短了碳鏈長(zhǎng)度,從而降低黏度增加流動(dòng)性,使其能作為燃料油使用。(2)油脂裂解法。與酯交換法相比催化裂解法的不同之處在于通過(guò)精煉不同的原料來(lái)轉(zhuǎn)化原有的生物燃油基團(tuán),由此得到僅含有少量極性的燃料油,這從根本上改善了燃料油的性能。(3)微乳液法。廢棄油脂在乳化劑的作用下與溶劑混合降低黏度,解決了廢棄生物燃料的高黏度問(wèn)題,滿(mǎn)足生物燃料制備的要求。(4)甘油酯化和甲酯反應(yīng)。甘油酯化法是使脂肪酸與甘油在高溫下反應(yīng)生成甘油酯,然后進(jìn)行酯交換以獲得生物柴油。因此,生物燃料與普通燃料的組合可以提高發(fā)熱量[4]。

3 生產(chǎn)生物表面活性劑

生物表面活性劑是指由微生物第二代謝產(chǎn)生的代謝物。它既具有親水基團(tuán)又具有疏水基團(tuán)其結(jié)構(gòu)可生物降解,環(huán)境相容并且還具有選擇性和專(zhuān)一性,使生物表面活性劑廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)[5]。

3.1 生物表面活性劑的制備方法及現(xiàn)狀

制備方法主要包括天然生物材料提取法、酶合成法和微生物發(fā)酵法。酶合成方法的生產(chǎn)條件相對(duì)簡(jiǎn)單和產(chǎn)物易于回收。微生物發(fā)酵法以發(fā)酵培養(yǎng)為基礎(chǔ),該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可合成多種類(lèi)型的生物表面活性劑。

3.2 對(duì)植物廢棄油脂的處理

為了從廢油制備生物表面活性劑,用微生物發(fā)酵不同的植物油。生物活性表面活性劑可以從廢油中生產(chǎn),以減少環(huán)境污染。

3.3 轉(zhuǎn)化成鼠李糖脂

糖脂是最重要和最多樣化的生物表面活性劑,其中鼠李糖脂是最常見(jiàn)和廣泛使用的糖脂類(lèi)。鼠李糖脂主要由銅綠假單胞菌代謝產(chǎn)生,其代謝活性最為突出,可以使用不同類(lèi)型的廢油作為碳源,并且廚房廢油的利用率高。研究發(fā)現(xiàn)影響廢油轉(zhuǎn)化為鼠李糖脂的因素有碳源和氮源等。將廢油轉(zhuǎn)化為鼠李糖脂,不僅為廚余廢油的安全處理開(kāi)辟了一條新途徑,而且降低了生產(chǎn)鼠李糖脂的成本且有易降解性能,在石油工業(yè)和土壤修復(fù)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

05 結(jié)語(yǔ)  

通過(guò)厭氧消化技術(shù)處理的廢棄油脂可以有效結(jié)合低熱值污泥消除污泥或者污水中的油脂,疏通下水管道;利用廢油