CREST | 葡萄牙科英布拉大学Licínio M. Ferreira团队：欧洲废弃润滑油的管理——一种循环经济的方法

导 读

葡萄牙科英布拉大学Licínio M. Gando-Ferreira团队在Critical Reviews in Environmental Science and Technology（CREST，《环境科技评论》）期刊发表题为“欧洲废弃润滑油的管理——一种循环经济的方法（Management of waste lubricant oil in Europe: A circular economy approach）”的重磅综述。目前，对欧盟的成员国来说，要最大限度地提高收集和回收率，并且达到欧盟循环经济的目标是一个挑战。然而，通过再生回收生产基础油和再加工回收能源之间存在竞争。欧盟立法规定，应优先考虑能提供更好的整体环境效果的选项。然而生命周期评估(LCA)研究并未一致认为再生是最合理的环境选择，应考虑其他因素，如润滑剂市场、能源消耗、处理设施距离、运营成本和产品质量。废弃润滑油(WLO)的选择性分离对提高再生速率和获得优质基础油极为重要，然而这也意味着收集成本的显著增加。本文对欧洲WLO管理实践的进行了最新概述，以促进循环经济的发展。本文通过论述原油和废油的特点、危险特性以及不当处理的影响，介绍了欧洲目前采用的处理路线和再生技术。综述了WLO管理策略的LCA。最后讨论了再生工艺的发展趋势和需要关注的问题。

图1 图文摘要

主要内容

废油对人类健康和环境的影响

土壤中WLO的存在引起了生物体的实质性变化，主要是参与氮循环的生物。WLO填充了颗粒之间的孔隙，阻碍了氧气的获取，诱导了大量的厌氧区，从而促进了厌氧微生物的代谢活动。重金属能强烈抑制土壤初级生产、碳矿化、氮转化和硫磷矿化。WLO污染导致必需元素(如K、Mg、Ca、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等)和非必需元素(如Al、Pb、Cd等)的积累，并可能转移到植物组织中。高浓度的有毒金属会导致大多数植物物种的代谢和生长受到抑制，并对食物链产生有害影响。

研究发现WLO是水生环境中最重要的诱变剂之一。事实上，与存在于典型废水处理厂的其他有机物相比，碳氢化合物具有更大的抗生物降解能力。降解速率随环境条件的变化而变化，并随碳氢化合物复杂性的增加而降低。一般来说，短链烷烃和烯烃最易降解，其次是支链烷烃，然后是芳烃。被污染的水，最终会到达水受体，对人类健康和自然生态系统造成不利影响。

在没有脱金属预处理的情况下，WLO的任意燃烧会产生大量的金属排放。此外，燃烧还会产生其他有害化合物，如二噁英、硫氧化物、硝基化合物、盐酸、氮氧化物、磷酸盐等。在燃烧WLO过程中会形成高浓度的HCl，其中可能含有高达5%的氯化物。燃烧WLO会以颗粒形式释放其中50%以上的铅、镉、铬和锌。除了这些颗粒物排放外，据报道存在多环型的致癌碳氢化合物。

基于循环经济的废物管理方法

图2展示了润滑剂生命周期的典型路径，包括基础油和添加剂的生产、废物的产生、处理、储存、收集和最后的处理。 

图2 润滑剂的生命周期

2016年，欧盟28国产生了420万吨WLO。然而，WLO处理的数量仅达到237万吨 ，这意味着管理系统仍有改进的空间。除了在适当的容器中正确储存以防止泄漏和溢出外，还必须确保其他污染物(如水、溶剂、汽油、防冻剂)没有与WLO混合。事实上，外部污染可能导致WLO不符合成员国当地法规规定的技术规范。作为一项预防措施，废物管理公司应通知废油生产商，告知将油与其他污染物(例如水、溶剂等)混合的后果。此外，必须向WLO生产商提供特定的容器来实现分离收集。

2016年，42%的WLO在收集到的欧盟国家内直接用于再生，13%出口到其他欧盟国家后进行再生，如图3(a)所示。第二种优选途径是再加工生产燃料油，占收集的WLO的31%。图3(b)描述了2016年一些成员国报告的处理和处置方案。图3(c)为SOGILUB(负责管理系统的公司)公布的葡萄牙管理指标。葡萄牙欧盟统计局报告的信息与SOGILUB的数据一致，这意味着2016年100%的WLO通过再生或其他形式得到了回收。与其他国家相比，葡萄牙不支持焚烧和能源回收。 

图3 (a)和(b)：2016年欧洲应用的WLO处理/处置路线。(c)：2006年至2016年葡萄牙采用的处理路线

再生是指通过精炼废油生产基础油的任何回收操作，特别是通过去除这些废油中的污染物、氧化产物和添加剂的方式。再生获得的基础油有潜力生产与原始基础油性质相似的润滑油。此外，其他有用的副产品，如燃料、沥青、柴油等，可以通过再生无限次地回收。在欧盟，约13%的基础油消耗来自再生WLO，这对循环经济(减少对自然资源的依赖)和环境保护做出了巨大贡献。根据美国石油学会(API)基础油分类，现代再生技术可以生产出符合I类甚至II类的高质量基础油。图4显示了2016年在欧洲运行的再生工厂。

图4 2016年欧洲运行的再生工厂

WLO管理体系的完善和再生目标的实现与生成的WLO的化学特性密切相关。如今，新技术可以降低油耗，而且先进润滑油的配方可以延长换油周期，从而减少废物的产生。此外，由于收集WLO过程中分离的困难和成本，再生的基础油可能不符合高级润滑油的性能要求。为了生产高质量的润滑油，需要更复杂的工艺，这只能通过大量的能源投入来实现。此外，通过混合不同特性的废物(如制动液、防冻剂和其他溶剂)，而错误地处理WLO，可能妨碍进一步的再生或回收。

WLO产生的类型取决于原始油的原始成分。润滑油工业使用几种方法对润滑油进行分类。从消费者的角度来看，在标签上提供必要的信息对于为特定应用选择正确的初榨油是很重要的。因此，在大多数情况下，包装上或安全数据表上给出的分类是基于粘度等级、应用(发动机油、齿轮油、液压油等)，有时也提供原料来源(矿物和合成)。图5列出了几种主要的润滑剂，其中必须指定原料来源(矿物基氯化或非氯化、合成、易生物降解或其他)。

图5 制造商通常采用的初榨油分类和可用于选择处理的欧洲废物清单中的废润滑油分类

总结与展望

将WLO处置到环境中可能对生态系统造成很高的破坏风险。废物管理系统的良好做法必须以整体循环经济方法为基础，包括润滑油的设计和生产、使用/消费、WLO的产生，最后进行的收集和回收。在废弃物管理方面，欧盟国家显示出WLO回收的趋势以及再生和能源回收之间存在的竞争。面对使用WLO作为燃料的市场压力，欧盟立法建议采用政策促进再生，而不是直接燃烧或生产燃料。根据LCA的研究，与从原油中生产原始基础油相比，再生可以减少对环境的影响。然而，并不是所有的LCA研究都证实再生是所有影响类别的最佳选择。处理路线的选择应考虑润滑剂市场、能源消耗、处理设施距离、运营成本、最终产品质量和技术发展。

作者简介

第一和通讯作者：

Carolina Pinheiro，葡萄牙科英布拉大学化学工程博士后，2018年于科英布拉大学获得化学工程系博士学位。 

其他作者：

Licínio M. Gando-Ferreira，科英布拉大学化学工程系的助理教授。1994 年在葡萄牙波尔图大学获得博士学位。最近的研究领域包括：使用离子交换树脂和低成本吸附剂分离/回收金属、通过吸附过程净化生物溶液（例如氨基酸混合物）、使用纳滤和超滤过程对农业工业废水进行增值、去除，使用膜工艺去除新兴污染物，通过整合离子交换和纳滤工艺进行海水淡化。曾指导过多个由 FCT（葡萄牙科学技术基金会）和工业界资助的项目，在国际科学期刊和会议论文集上发表了多篇论文。

点击下方蓝字阅读原文

|撰稿：胡纯妍

|编排：代子雯（CREST期刊推广员）

环境科技评论CREST

回溯展望·美丽世界

公众号投稿、合作：[e-mail] 

往期推荐