宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：闡述了餐飲油煙污染和危害特點(diǎn)以及武漢市餐飲業(yè)油煙污染現(xiàn)狀，介紹了現(xiàn)有的油煙治理技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，并對(duì)復(fù)合式油煙凈化處理技術(shù)的發(fā)展前景作了展望。
關(guān)鍵詞：餐飲油煙；凈化處理技術(shù)；復(fù)合式
0 引言
傳統(tǒng)的煎、炒、烹、炸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的油煙霧，油煙霧中含有許多對(duì)人體有害物質(zhì)。這些大氣污染物為氣溶膠，其中含有烹飪過(guò)程中食用油及食品在高溫下的揮發(fā)性有機(jī)物的混合物。油煙霧中至少含有 75 種以上有機(jī)物，成分十分復(fù)雜，且大部分為“致癌、致畸、致突變”的物質(zhì)。食用的油脂在高溫下蒸發(fā)夾帶出來(lái)后，易于在高溫下氧化聚合，和其他油污夾雜網(wǎng)聯(lián)在一起，形成象油漆一樣的粘性油污。污垢積累時(shí)間越長(zhǎng)就越難清洗，這對(duì)于處理過(guò)程中設(shè)備的維護(hù)出了很高的要求。
長(zhǎng)期處于油煙霧環(huán)境中易誘發(fā)肺泡疾患、支氣管慢性炎癥及異體肉芽腫等疾病。油煙霧彌漫時(shí)不僅對(duì)視覺(jué)、景觀造成影響，而且油煙霧還常伴有辣椒、胡椒等刺激性味道，同時(shí)也是一種熱污染源，這一點(diǎn)在炎熱的夏季尤為突出。油煙霧為氣溶膠，其中的液態(tài)顆粒物在排氣筒及出口處遇冷凝聚，形成粘稠的油滴，與環(huán)境中的泥沙、塵土混合形成難以去除的油漬，附著在排氣筒內(nèi)壁和管道接口外壁以及周圍建筑物上，既影響環(huán)境衛(wèi)生，又成為火災(zāi)隱患。
武漢餐飲業(yè)是隨著第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而迅速膨脹的。眾多的餐飲企業(yè)均為中小型規(guī)模，分布面廣，多數(shù)集中于居民稠密區(qū)，在住宅樓的一層開門經(jīng)營(yíng)。
然而，餐飲業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也使油煙霧、煙塵、異味、噪聲、垃圾、白色污染等問(wèn)題更為突出。據(jù)悉，武漢市環(huán)保投訴中油煙霧污染問(wèn)題已經(jīng)連續(xù)幾年穩(wěn)坐“頭把交椅”。據(jù)市統(tǒng)計(jì)，武漢市目前共有大小餐館23900余家，小餐館占71.88%。這就是說(shuō)，一大半餐館在“直排”油煙霧。按國(guó)家油煙排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)濃度為每立方米含油2mg以內(nèi)。若不處理，則至少濃度為10mg。按每家餐館1h排風(fēng) 2000m3、日排5h計(jì)，一天排油 100g。全市1.7萬(wàn)個(gè)小餐館，每日排油至少1700kg。因此加強(qiáng)餐飲業(yè)油煙霧治理已成為迫在眉睫的問(wèn)題。
1 飲食業(yè)油煙凈化處理技術(shù)現(xiàn)狀
現(xiàn)有的抽排油煙霧設(shè)備 (抽油煙霧機(jī)、排風(fēng)扇等)只是把廚房操作間內(nèi)產(chǎn)生的油煙霧直接排到大氣中, 雖然解決了廚房?jī)?nèi)的空氣污染,但這些油煙霧會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。2000年國(guó)家環(huán)保總局頒布實(shí)施《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（試行）》,可見油煙治理勢(shì)在必行。目前國(guó)內(nèi)外油煙霧治理技術(shù)主要有如下幾種：
1.1 機(jī)械方法
機(jī)械方法是采用過(guò)濾、旋風(fēng)離心、活性炭吸附等收集油煙霧。這種處理方法的處理效果與其設(shè)計(jì)、控制參數(shù)及使用的材料有關(guān)。采用過(guò)濾的方式處理油煙霧，是在油煙霧通過(guò)格柵、油霧網(wǎng)罩等時(shí)通過(guò)改變氣流方向而使油煙霧顆粒靠慣性與碰撞從氣流中分離流入油槽。
過(guò)濾方式采用的濾料大多為親油性的高分子材料，成本低，此類材料對(duì)油的吸附性能較一般濾料強(qiáng)10倍以上，且不含鹵素元素、氮等燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒有害污染物的成分；過(guò)濾法常采用類似蜂箱的旁插式結(jié)構(gòu)，更換方便，深受用戶青睞。
一般來(lái)講，過(guò)濾方式處理油煙霧存在著濾料使用時(shí)間、動(dòng)力消耗、濾速與處理效果間的矛盾。濾速大，動(dòng)力消耗多，處理效果差，但濾料使用時(shí)間長(zhǎng)；濾速小，處理效果好，但濾料使用時(shí)間短；此外濾料過(guò)風(fēng)面積越大，動(dòng)力消耗越多，處理效果越好。為達(dá)到好的效果，一般采用平行氣流旁插法，以減少阻力，控制濾速在1.5m/s、壓降在60kp左右，以減少濾層的破損幾率，可正常運(yùn)行3個(gè)月。
過(guò)濾方式處理油煙霧存在不易準(zhǔn)確判斷何時(shí)要更換濾料的問(wèn)題，只能憑經(jīng)驗(yàn)及過(guò)濾箱有無(wú)油滴來(lái)判斷。它對(duì)氣溶膠的去除率為80.3% ~ 92.9%，但無(wú)法去除辣椒、胡椒等刺激性異味。旋風(fēng)分離方式是讓油煙霧從進(jìn)口切線方向進(jìn)入旋風(fēng)筒, 在筒內(nèi)強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn), 逐漸沿筒壁螺旋運(yùn)動(dòng)下降, 強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力把油霧拋向筒體內(nèi)表面, 集積在壁面的油煙霧相互粘連形成大的油滴, 在重力作用下逐漸降至筒體底部,定期排放。由于離心作用及油煙霧中油的粘性,使氣體中的油滴易附在筒壁上的油粘連,凈化油煙霧效果更好。85%以上的油煙霧在旋風(fēng)分離過(guò)程中被除去。
活性炭吸附方式是讓油煙霧通過(guò)吸附過(guò)濾層，該層吸附油煙霧中的小顆粒氣溶膠。這種方式對(duì)氣溶膠的去除率為40% ~ 70%，且對(duì)氣味的凈化有明顯作用。但一般剛開始安裝時(shí)吸附效果好，隨著油煙霧的附著，吸附能力會(huì)逐漸減弱，要經(jīng)常更換濾料，故運(yùn)行成本高。由于風(fēng)阻過(guò)大，造成工作間油煙霧排除不佳，只有增加風(fēng)機(jī)引風(fēng)量，從而產(chǎn)生噪聲污染，額外增加噪聲治理費(fèi)用。
機(jī)械方法對(duì)小粒徑的顆粒污染物的去除率低，總?cè)コ室噍^低，但設(shè)備簡(jiǎn)單、壓降較小，并且初期投資較少。由于其維修量小，因而日常維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。
1.2 高壓靜電方法
高壓靜電方法是由 220kv 電壓通過(guò)變壓器變壓至上萬(wàn)伏，然后經(jīng)整流器轉(zhuǎn)換成直流電，在兩極板間構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)，使煙氣中顆粒荷電，荷電的油煙霧顆粒物在電極間受重力、電極引力和風(fēng)場(chǎng)動(dòng)力作用。由于顆粒物的荷電量隨粒徑的增長(zhǎng)而增大，大顆粒受電場(chǎng)力的作用大，其對(duì)氣溶膠狀態(tài)污染物的去除率相對(duì)較高，可達(dá)80% ~90%；也正是因?yàn)殡妶?chǎng)力在收集污染物是處于重要地位，控制顆粒經(jīng)過(guò)電極格柵或隔板的速度致關(guān)重要，當(dāng)控制風(fēng)速在0.6 ~ 1.6m/s、電極電壓為2.5kv 時(shí)，1~10 m 的顆粒物的去除率在90%以上。
高壓靜電法對(duì)于小顆粒氣溶膠去除能力強(qiáng)，設(shè)備體積小、凈化效率高、能耗較小，不會(huì)造成二次污染，但該法造價(jià)相對(duì)較高，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高，不能降低排煙溫度，也不能去除刺激性味道，問(wèn)題是極板的清理問(wèn)題。
1.3 濕式處理法
濕式處理法是將油煙霧用水霧噴淋（在水中加入一些化學(xué)試劑增加吸收），水油接觸的表面積增大，水對(duì)油煙霧吸收能力增強(qiáng)，從而達(dá)到去除油煙霧粒子的目的。
采用濕式處理法的關(guān)鍵在于吸收液對(duì)油煙霧的吸收性能，由于油煙霧中親水成分少，清水噴淋處理效果要比堿液、其他強(qiáng)吸收劑要差，且由于油煙霧中含有酸性物質(zhì)，清水噴淋設(shè)備在耐腐蝕性能方面要差一些，堿液或工業(yè)除油垢乳化劑的去油污的能力較強(qiáng)，但其濃度不能太高，否則風(fēng)機(jī)腐蝕快，廢液要重新處理；對(duì)油煙霧的吸收性能，多組分吸收液表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，既能洗滌廢氣，又能通過(guò)化學(xué)作用吸收污染物，但吸收液的成分和含量是技術(shù)秘密．此外洗滌、吸收結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在濕式處理技術(shù)中也非常重要，單位液體的洗滌風(fēng)量或耗液量（m3/kg）是十分重要的參數(shù)，為了獲得較好的效果，要求噴頭的成霧效果好，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，往往采用多噴頭，降低氣流速度來(lái)獲得較好的處理效果．為了兼顧噪聲排放要求，一般設(shè)計(jì)煙管氣流速度為10~15m/s，并根據(jù)具體情況設(shè)置風(fēng)機(jī)位置以獲得較好的動(dòng)力利用率。
該法凈化效率較高，對(duì)氣態(tài)污染物有較強(qiáng)的凈化作用，如對(duì)SO2的去除率可達(dá) 63.9%；能降低油煙霧溫度，加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑，還可以同時(shí)去除辣椒、胡椒等刺激性味道。但此法大多會(huì)產(chǎn)生二次污染，初期投資較高，耗電，且需頻繁加水，洗滌劑、吸收劑用量大，費(fèi)用較高，洗滌液須進(jìn)行處理，否則會(huì)出現(xiàn)二次污染問(wèn)題。
1.4 復(fù)合式處理方法
復(fù)合式處理方法是油煙霧處理技術(shù)中包含兩種或兩種以上油煙霧凈化方法。采用復(fù)合式處理方法往往能獲得獨(dú)特的處理效果。比如：讓油煙通過(guò)金屬過(guò)濾網(wǎng)去除較大顆粒油滴，再經(jīng)過(guò)循環(huán)堿水噴淋去除較小油滴。既可克服水處理二次污染、吸附過(guò)濾風(fēng)阻較大的缺點(diǎn)，又可確保油煙霧處理效率較高，而且投資不大。此法在兩家飲食業(yè)酒店試用，運(yùn)行效果穩(wěn)定。
復(fù)合式處理法能兼顧不同方法的優(yōu)點(diǎn)，提高對(duì)油煙霧的凈化效果，其初期投資額、二次污染、日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等問(wèn)題都需視選用的基本處理方法而定。
2 安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)
為了彌補(bǔ)現(xiàn)存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測(cè)上的漏洞，同時(shí)便利監(jiān)管部門的監(jiān)察，安科瑞油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。油煙監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)2G/4G與云端平臺(tái)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)餐飲設(shè)備的開機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)開機(jī)率監(jiān)測(cè)，凈化效率監(jiān)測(cè)，設(shè)施停運(yùn)告警，待清洗告警，異常告警等功能；對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、排名等統(tǒng)計(jì)功能；較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測(cè)方案，更具實(shí)效性。平臺(tái)預(yù)留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對(duì)接接口，具有很好的擴(kuò)展性。
2.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)
平臺(tái)GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動(dòng)對(duì)超標(biāo)排放及異常企業(yè)進(jìn)行提示預(yù)警，監(jiān)管部門可迅速進(jìn)行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護(hù)，實(shí)現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的。現(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)測(cè)終端，持續(xù)監(jiān)測(cè)油煙凈化器的工作狀態(tài)，包括設(shè)備運(yùn)行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時(shí)結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進(jìn)行對(duì)比分析，一旦排放超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出異常信號(hào)。
■ 油煙監(jiān)測(cè)設(shè)備用來(lái)監(jiān)測(cè)油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)
■ 凈化器和風(fēng)機(jī)配合對(duì)油煙進(jìn)行凈化處理，同時(shí)對(duì)凈化設(shè)備的電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)
■ 設(shè)備通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程云端服務(wù)器
2.2 平臺(tái)主要功能
（1）在線監(jiān)測(cè)
對(duì)油煙排污數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數(shù)值采集監(jiān)測(cè);同時(shí)對(duì)監(jiān)控風(fēng)機(jī)和凈化器的啟停狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(2)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)根據(jù)采集的油煙數(shù)值大小，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的排放超標(biāo)告警;對(duì)凈化器的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，上傳凈化設(shè)備對(duì)應(yīng)的運(yùn)行、停機(jī)、故障等告警事件。
(3)數(shù)據(jù)分析
運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)分析，離線分析；告警占比、排名分析；歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。
(4)隱患管理
系統(tǒng)對(duì)采集的告警數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的隱患記錄，派發(fā)、處理隱患，及時(shí)處理告警，形成閉環(huán)。
(5)統(tǒng)計(jì)分析
包括時(shí)長(zhǎng)分析、超標(biāo)分析、歷史數(shù)據(jù)、分析報(bào)告等模塊。
(6)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)
個(gè)人信息、權(quán)限維護(hù)，企業(yè)信息錄入，對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)信息錄入等。
(7)數(shù)據(jù)服務(wù)
數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和解析。
2.3 油煙監(jiān)測(cè)主機(jī)
油煙監(jiān)控主機(jī)是現(xiàn)場(chǎng)的管理設(shè)備，實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測(cè)器和工況傳感器的信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器平臺(tái)。同時(shí)，對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)，提供人機(jī)操作界面。
具體技術(shù)參數(shù)如下：
2.4 設(shè)備選型方案
注：雙探頭適合雙排煙通道的場(chǎng)合，每路探頭監(jiān)測(cè)1路排煙通道。
3 結(jié)論
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以及居民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，低耗、便于維護(hù)的油煙霧處理設(shè)備將是環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的一個(gè)潛在的需求點(diǎn)，也是一個(gè)需求量大、利潤(rùn)高的產(chǎn)業(yè)。VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）含有許多致癌物、致突變物，而且是氣味產(chǎn)生的主要來(lái)源，國(guó)外對(duì)于VOCs的排放有限制。 處理效率高、能同時(shí)去除。油霧氣溶膠和VOCs、能滿足低空排放要求的油煙霧處理器是市場(chǎng)需求熱點(diǎn)，也是市場(chǎng)的主流。實(shí)踐證明，復(fù)合式油煙凈化處理技術(shù)能夠集中幾種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，取得較好的凈化效果，其中過(guò)濾法和濕式處理相結(jié)合的復(fù)合凈化處理技術(shù)是具潛力的飲食業(yè)油煙霧處理方法，它綜合了兩者能去除氣態(tài)污染物的優(yōu)點(diǎn)。
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[4] 安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái).2020.05版.
作者簡(jiǎn)介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)榻^緣監(jiān)測(cè)及剩余電流監(jiān)測(cè)， QQ：3007723194 手機(jī)：13482141563（微信同號(hào)）