河南省餐飲業油煙指示污染物篩選及其防治技術研究

孔德芳 陳濤 孫鵬 梁亦欣

摘 要：本文結合河南省餐飲業實際現狀，對有/無灶頭的餐飲服務單位進行了規模劃分，通過相關性比較分析，最終選定油煙和非甲烷總烴作為餐飲業指示污染物，并對6家餐飲服務單位排放油煙進行取樣分析。結果表明，靜電復合式凈化設施凈化率略高于靜電式，但都未超過90%;復合式凈化設備正常工況下，餐飲服務單位油煙排放濃度在0.22～0.93mg/m3，滿足標準排放相應限值1.0mg/m3和1.5mg/m3要求;大型餐飲服務單位非甲烷總烴排放濃度低于7.5mg/m3，中型餐飲服務單位非甲烷總烴排放濃度低于8.2mg/m3，去除率較單一凈化設備提高了60%以上。

關鍵詞：油煙污染物：指示污染物;餐飲業;防治技術;標準限值

中圖分類號：X511 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）13-0145-04

Abstract： Based on the actual situation of the catering industry in Henan Province， this paper divided the catering service units with or without stoves into different scales. Through correlation analysis， the total hydrocarbons of lampblack and non-methane were selected as the indicative pollutants of the catering industry， and the lampblack discharged by six catering service units was sampled and analyzed. The results showed that the purification rate of electrostatic compound purification facilities was slightly higher than that of electrostatic ones， but not more than 90%. Under normal working conditions， the fume emission concentration of catering service units ranged from 0.22mg/m3 to 0.93mg/m3， which met the corresponding emission limits of 1.0 mg/m3 and 1.5 mg/m3. The total hydrocarbon emission concentration of non-methane in large catering service units was less than 7.5mg/m3， while that of non-methane in medium catering service units was lower than 7.5mg/m3. The total hydrocarbon emission concentration was less than 8.2mg/m3， and the removal rate was more than 60% higher than that of a single purification equipment.

Keywords： fume pollutants;indicated pollutants;catering industry;prevention technology;standard limit value

隨著我國經濟飛速發展和人民生活水平不斷提高，屬于第三產業的餐飲業快速發展，已成為城市生活的重要組成部分[1]。餐飲油煙是氣、液、固三態的混合物，成分包括總碳氫（THC）、臭氧前體物（VOCs）、氣味物質和細顆粒物（PM2.5）[2]，其具有間歇性、暴發式排出的特點。相關研究表明，餐飲油煙是細顆粒物PM2.5的主要來源之一，未經處理直排到大氣中會造成嚴重污染，與工業廢氣、機動車尾氣共同構成現代城市大氣污染的“三大殺手”，對人類生命健康安全造成極大威脅[3-6]。

河南省是全國人口大省，餐飲業在第三產業中一直占據重要的地位。2016年，全省餐飲住宿業營業額2 460.48億元，較2015年增加12.5%，占全省GDP總量的6.08%，占全省第三產業GDP的24.5%[7]。餐飲業油煙排放已成為河南省大氣污染的一個重要來源。河南省餐飲服務單位主要以量大、面廣的中、小型餐飲服務單位為主。由于大部分餐飲服務單位位于人口密集度高的生活區或商業區，油煙和氣味問題一直以來是居民投訴的焦點[8]。

為了切實解決河南省油煙擾民問題，提升河南省大氣環境質量，確保餐飲業的油煙凈化設施正常運行，減少油煙排放給居民環境帶來的污染，亟待加強餐飲業特征污染物識別和污染防治技術研究。

1 研究對象

1.1 餐飲業規模劃分

結合現行國標《飲食業油煙排放標準》（GB 18483—2001）[9]，按照基準灶頭數對餐飲服務單位的規模進行劃分，將河南省餐飲服務單位規模劃分為大、中、小型三級，并按有/無灶頭確定具體劃分參數。

1.1.1 有灶頭餐飲服務單位規模劃分。針對有灶頭的餐飲服務單位，參照國標《飲食業油煙排放標準》（GB 18483—2001）[9]的相關劃分原則與要求，根據基準灶頭數劃分其規模大小，基準灶頭數按灶的總發熱功率或排氣罩灶面投影總面積折算。餐飲服務單位每個基準灶頭對應的發熱功率為1.67×108J/h，對應的排氣罩灶面投影面積為1.1m2，劃分參數如表1所示。

1.1.2 無灶頭餐飲服務單位規模劃分。對于無灶頭的餐飲服務單位，當灶的總發熱功率和排氣罩灶面投影面積無法獲得時，按經營場所就餐座位數量折算基準灶頭數，再進行規模劃分。劃分參數如表2所示。

1.2 研究對象選擇

依據全面性、科學性、代表性的原則，本研究在充分參考借鑒國內相關研究的基礎上，選擇河南省不同區域的12家典型餐飲服務單位（豫菜館、學校食堂、賓館酒店、火鍋店、湘菜館、快餐店、烤肉店、大盤雞店、燴面館、炒菜館等）為研究對象，對其凈化設施改造前后進出口特征污染物進行取樣檢測。

1.3 油煙組分分析及指示污染物篩選

餐飲業油煙污染物主要包括顆粒物和氣態有機物兩種組分，顆粒物的粒徑以細顆粒（PM2.5）為主，占比為76.91%，PM10占比為97.34%，其中有機顆粒物約占60%;氣態有機物主要組成部分為烴類物質和含氧有機物，其中非甲烷總烴類物質占比約68%。本研究采用網絡法、頻次法進行污染物項目篩選，研究確定餐飲業污染物相關因子共6個：油煙、PM2.5、PM10、揮發性有機物（VOCs）、非甲烷總烴、臭氣。

為體現指示污染物的科學性和簡便性，在選定的12家餐飲服務單位用餐高峰期進行了取樣，檢測油煙、PM2.5、PM10、揮發性有機物（VOCs）、非甲烷總烴、臭氣濃度。檢測數據顯示，油鹽濃度與顆粒物濃度之間的相關性較高，非甲烷總烴對VOCs有較好的指示作用。因此，選擇油煙和非甲烷總烴作為餐飲業油煙指示污染物。

1.4 采樣時段及頻次

采樣點設在12家餐飲服務單位建筑物樓頂排煙管道直管段上，在油煙凈化器之前，避開彎頭和變徑。選擇工作日中午和晚上餐館高峰營業時段進行連續采樣。中午采樣時段為11：30—13：30，晚上采樣時段為17：30—19：30。在每個采樣段采集樣品3個，每次10min，連續采集3d。

1.5 采樣及檢測方法

本研究油煙采樣及檢測方法主要參照《飲食業油煙排放標準》（GB 18483—2001）;非甲烷總烴采樣及測定方法主要參照《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》（HJ/T 38—1999）。

2 結果與分析

2.1 油煙顆粒物凈化技術

目前，對于油煙顆粒物，常用的凈化技術主要有過濾式凈化技術、旋風分離凈化技術、動態離心法、蜂窩式凈化技術、濕式凈化技術、活性炭吸附技術、催化氧化凈化技術、靜電式凈化技術和復合式凈化技術等。其中，靜電式、靜電復合式等設施因其油煙凈化效率較高，應用最為廣泛[10]。

本研究選取6家典型餐飲服務單位的靜電式和靜電復合式油煙凈化設施進行進口及出口的油煙濃度監測，并折算基準濃度，計算靜電式和靜電復合式油煙凈化設施的油煙去除效率，去除效果如圖1所示。

從圖1可以看出，油煙產生基準濃度較高，為26.58～31.89mg/m3，靜電復合式凈化設施對油煙的去除率維持在90%左右;油煙排放基準濃度為3.16～3.18mg/m3，油煙去除率高于靜電凈化設施75.39%～89.80%。無論是靜電凈化設施，還是復合式靜電凈化設施，普遍存在實際運行中的油煙去除效率低于實驗室認證的油煙去除效率（≥90%）。結合現狀調查分析，餐飲服務單位普遍存在油煙凈化設施缺乏日常維護管理，集氣罩、排風管道、凈化設備集油較多的現象，致使油煙凈化設施不能正常運轉，油煙通過凈化器時，熱的氣流將設備及管道上積存的油污帶出，造成油煙產、排濃度較實際濃度偏高。

2.2 VOCs凈化技術

目前，市場上暫時還沒有對應餐飲業VOCs和非甲烷總烴的凈化技術和設備，但工業VOCs防治技術和設備已相對成熟。餐飲業油煙氣態污染物VOCs凈化技術研發和設備開發可借鑒成熟的工業VOCs防治技術。成熟的工業VOCs凈化技術主要有吸附凈化、催化燃燒、生物凈化、光催化氧化、低溫等離子等凈化技術[11]。光催化氧化、催化燃燒技術適用于高濃度有機廢氣，設備及運行費用高，所占空間大;吸附凈化技術、化學洗滌低溫等離子體凈化技術，設備及運行費用低，所占空間小，適合低濃度揮發性有機物的去除。

2.3 組合凈化技術

河南省地方標準《餐飲業油煙污染物排放標準》（DB 41/1604—2018）規定了大、中、小型餐飲服務單位油煙排放限值分別為1.0、1.0mg/m3和1.5mg/m3;大、中型餐飲服務單位非甲烷總烴排放限值分別為10.0mg/m3和10.0mg/m3。

本研究對餐飲服務單位進行了復合式凈化設備改造，即大型餐飲服務單位采用“濕式凈化（運水煙罩）+靜電式+吸附/等離子”復合式凈化設備，中型餐飲服務單位采用“動態離心+靜電式+吸附/等離子”復合式凈化設備，小型餐飲服務單位改造為“動態離心+靜電式”復合式凈化設備。

2.3.1 組合凈化技術對油煙的凈化效果。以抽樣監測的餐飲服務單位油煙凈化設施進口濃度不變為前提，計算各餐飲服務單位經技術改造后的油煙排放濃度，并與河南省《餐飲業油煙污染物排放標準》（DB 41/1604—2018）限值要求進行對比，對比情況如圖2所示。

在凈化設施改造后，以現有餐飲服務單位油煙產生情況為基礎進行測算，12家餐飲服務單位中，10家企業油煙排放濃度在0.22～0.93mg/m3，滿足標準排放限值要求，達標率為83%;另外2家雖進行了凈化設施改造，但油煙排放濃度在1.19～1.54mg/m3，超出排放限值要求。這主要是因為凈化設施缺乏日常維護。可見，油煙凈化設施的日常維護也非常重要。建議餐飲服務單位在改造凈化設施的基礎上，同時加強對集氣罩、排風管道、凈化設備等的定期清洗維護，定期清洗灶臺，并選用優質食用油等，降低污染物的產生濃度，確保污染物達標排放。

2.3.2 組合凈化技術對非甲烷總烴凈化效果。選取未安裝非甲烷總烴凈化設施的大、中型餐飲服務單位各3家，研究凈化設施改造后對非甲烷總烴的凈化效果，并與河南省《餐飲業油煙污染物排放標準》（DB 41/1604—2018）限值要求進行對比，對比結果如表3所示。

從表3可以看出，通過對大型餐飲服務單位凈化設施進行“濕式凈化（運水煙罩）+靜電式+吸附/等離子”復合式凈化設備改造，并加強對凈化設備的定期清洗維護，較凈化設施改造前非甲烷總烴排放濃度顯著降低，排放濃度均在7.5mg/m3以下，去除率較改造前提高了60%以上;通過對中型餐飲服務單位凈化設施進行“動態離心+靜電式+吸附/等離子”復合式凈化設備改造，并加強對凈化設備的定期清洗維護，較凈化設施改造前非甲烷總烴排放濃度顯著降低，排放濃度均在8.2mg/m3以下，去除率較改造前提高了60%以上。

3 結論

①依據現行國標《飲食業油煙排放標準》（GB 18483—2001），結合河南省餐飲業實際現狀，對有/無灶頭的餐飲服務單位進行了規模劃分，選擇12家典型餐飲服務單位作為研究對象，在識別6個餐飲業污染物相關因子基礎上，通過相關性比較分析，最終選定油煙和非甲烷總烴作為餐飲業油煙指示污染物。

②凈化油煙顆粒物最常用的設施有靜電式和靜電復合式兩種類型，通過對6家餐飲服務單位排放油煙進行取樣分析，靜電復合式凈化設施凈化率略高于靜電式，但都未超過90%，普遍低于實驗室認證的油煙去除效率。

③通過對大、中、小型餐飲服務單位復合式凈化設備改造，正常工況下，餐飲服務單位油煙排放濃度在0.22～0.93mg/m3，滿足標準排放相應限值1.0mg/m3和1.5mg/m3要求;大型餐飲服務單位非甲烷總烴排放濃度均在7.5mg/m3以下，中型餐飲服務單位非甲烷總烴排放濃度均在8.2mg/m3以下，去除率較改造前均提高了60%以上。

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