油煙凈化器技術(shù)改造探索

梁建瑞，侯寶

（北京京能未來燃?xì)鉄犭娪邢薰荆本?102200）

改革開放40多年來，我國餐飲業(yè)穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展，2006年餐飲業(yè)收入達到10345.5 億元，全國食用油消耗2232萬噸；2018年餐飲業(yè)收入達到42716億元，全國食用油消耗3440萬噸。在餐飲業(yè)大力發(fā)展的同時油煙排放也在呈級數(shù)增長，根據(jù)2018年環(huán)境統(tǒng)計年報，全國顆粒物排放量為1132.3萬噸,其中工業(yè)源顆粒物排放量為948.9萬噸,占全國顆粒物排放量83.8%，生活源粒物排放量為173.1萬噸,占全國顆粒物排放量15.3%。北京市2021年9月6日發(fā)布了細(xì)顆粒物(PM2.5)來源解析最新研究成果表明，北京市現(xiàn)階段PM2.5主要來源中本地排放占六成，區(qū)域傳輸占四成，本地排放中生活源占比(16%)凸顯并成為第二大源。

中國科學(xué)院大氣物理研究所發(fā)布的京津冀大氣霾污染研究成果指出，河北省餐飲油煙貢獻度占PM2.5中的比例為13%，最高達15%，在京津冀地區(qū)所占比例為6%。

餐飲業(yè)產(chǎn)生的油煙形態(tài)一般可分為顆粒物質(zhì)和氣體物質(zhì)兩類。據(jù)有關(guān)研究資料，餐飲業(yè)油煙污染物排放的顆粒物，質(zhì)量濃度PM2.5在PM10中占比80%以上，質(zhì)量濃度PM1.0在PM2.5中占比在50%～85%，說明餐飲業(yè)油煙污染物排放的顆粒物基本是小顆粒物，是PM2.5的直接貢獻者。油煙中的 VOCs 是形成O3和PM2.5 的前體物，VOCs 經(jīng)陽光照射氧化后可生成O3，VOCs可參與大氣光化學(xué)反應(yīng)，遇到合適的氣候條件可形成光化學(xué)煙霧，產(chǎn)生灰霾。油煙氣溶膠細(xì)顆粒物主要對呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害。油煙VOCs 中的某些芳香烴類和某些醛酮類，有致畸、致癌作用，長期吸入，存在患白血病及惡性貧血等疾病的風(fēng)險，因此，有效控制餐飲油煙污染是促進社會和諧與環(huán)境保護的雙重需求。

1 油煙污染物控制技術(shù)

1.1 機械分離法

根據(jù)油煙分離原理的不同，機械分離法可分為3類：第一類是因為重力作用使油煙粗顆粒自然分離，從而達到凈化的目的；第二類是利用慣性使油煙顆粒發(fā)生碰撞分離出來；第三類是利用無紡布、活性碳、球形濾料、陶瓷等過濾材料表面吸附分離技術(shù)將油煙粗顆粒過濾。機械分離法設(shè)備簡單，分離率只有40%～65%。

1.2 離心分離法

利用離心力分離凈化油煙技術(shù)產(chǎn)生了離心分離法，根據(jù)設(shè)備形式的不同分為2類：第一類為動態(tài)離心，煙氣中的油煙顆粒物在高速旋轉(zhuǎn)金屬絲網(wǎng)盤的碰撞截?fù)粝挛接诮饘俳z網(wǎng)，在離心力的作用下沿著徑向甩到網(wǎng)盤外圍的集油槽進行收集，進而完成油煙的凈化。第二類為旋風(fēng)分離，即在油煙管道系統(tǒng)中增設(shè)旋風(fēng)分離器，利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使油煙中的顆粒物分離出來，去除效率大概只有50%～70%，分離油煙細(xì)顆粒物比較困難，同時分離的油煙污染物不容易清洗。

1.3 濕式凈化法

濕式凈化法是根據(jù)噴霧水膜除塵器的工作原理，以噴頭噴灑水或其它凈化液（水與一定量的表面活性劑、乳化劑的混合物）形成水膜、水霧的方式來吸收油煙，從而達到凈化的目的。

1.4 靜電沉積法

靜電沉積法是利用油煙顆粒物在通過高壓電場時發(fā)生電離而帶電荷，帶正負(fù)電荷的微粒在電場力的作用下（微粒經(jīng)過收塵區(qū)時）發(fā)生沉積，達到凈化的目的。該法去除油煙效率比較高，而且設(shè)備占地面積小，技術(shù)成熟，得到了廣泛的應(yīng)用。

1.5 復(fù)合凈化法

由于油煙成分、特征復(fù)雜，每種凈化方法均有其特點，且差異較大，為達到良好的去除效果，常采用由2種或多種凈化技術(shù)相結(jié)合的凈化方法。復(fù)合法凈化效率高，去除率可達到95%。

2 油煙凈化器技術(shù)改造技術(shù)路線選擇

北京市生態(tài)環(huán)境局2017年編制了《餐飲業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11-1488-2018），2019年1月1日實施，北京市地標(biāo)與國家標(biāo)準(zhǔn)《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB18483-2001）相比，增加了顆粒物、非甲烷總烴兩項污染物排放限值，提高了油煙排放限值，油煙排放限值由之前2.0mg/m3收緊到1.0mg/m3。我公司食堂2014年安裝了北京耀邦環(huán)保技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的YB-JD油煙凈化器。截至到目前已經(jīng)使用6年,原油煙凈化裝置已不能滿足北京市發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于污染物的排放限值要求，故需進行油煙凈化設(shè)備的技術(shù)升級改造工作。

本次改造采用三重凈化結(jié)構(gòu)工藝，采用“初效油霧分離+高效靜電+UV光催化VOC”的三重凈化結(jié)構(gòu)，初效油霧分離去除大部分油霧顆粒，高壓電場可高效捕集小粒徑油煙，再通過UV光催化去除VOC，可高效穩(wěn)定滿足北京市最新地標(biāo)DB11-1488-2018油煙三項排放指標(biāo)要求。

雙區(qū)靜電空氣凈化系統(tǒng)的電場由電離段和收集段組成，電離段內(nèi)安裝有一系列鎢鋼線，在一系列接地板中間施加高壓直流電，油煙廢氣中的微粒通過時被電離后帶正電荷或負(fù)電荷，然后進入收集段，收集段內(nèi)安裝大量平行板，通以高壓直流電（極性與電離器一致，但電壓減半）以形成電場。帶電微粒被接地板吸引，同時也受到帶電板的排斥，可以被高效去除。油煙廢氣流通過收集組件時要求平穩(wěn)分布，而且低速通過收集段，收集段后安裝的風(fēng)機為空氣流動提供動力。

3 油煙凈化器選擇原則

（1）根據(jù)灶眼選型：每只灶眼處理風(fēng)量為2000m3/h，選購的設(shè)備風(fēng)量為灶眼數(shù)*2000m3/h，然后根據(jù)總風(fēng)量確定設(shè)備型號；（2）根據(jù)集煙罩總投影面積(S)選型：處理風(fēng)量=S(m2)*1.8等于油煙凈化器型號。

風(fēng)機選型原則：

（1）計算管網(wǎng)阻力，管網(wǎng)阻力=局部阻力+沿程阻力，局部阻力包括變徑、彎頭、進風(fēng)口、出風(fēng)口等形成阻力；沿程阻力主要是直管阻力；（2）風(fēng)機的全壓（風(fēng)機風(fēng)量=設(shè)備處理風(fēng)量）等于管網(wǎng)阻力+設(shè)備阻力，再加15%安全系數(shù)；（3）根據(jù)風(fēng)機的全壓、風(fēng)量，選擇風(fēng)機的噪聲級別，在同等參數(shù)條件下，應(yīng)選擇噪聲級低的風(fēng)機；（4）在選擇風(fēng)機時，以三相四線制為最佳選擇；（5）單臺處理風(fēng)量≥8000m3/h，必須選擇三相四線制風(fēng)機。

風(fēng)管的配置：

（1）根據(jù)風(fēng)機的進出口直徑定制同截面的風(fēng)管；（2）廚房蒸汽散熱管路與油煙機管路必須分別安裝。

3.1 本次改造達到的效果

改造后的油煙凈化器安裝完畢后，委托具有資質(zhì)的第三方進行調(diào)試檢測，非甲烷總烴2.4mg/m3,油煙濃度0.338mg/m3,顆粒物2.0mg/m3,低于《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18483-2018）各項標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

3.2 遠(yuǎn)程監(jiān)督

為配合政府環(huán)保部門實時監(jiān)督排放單位油煙排放狀況，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求，安裝W5100DY-M型餐飲業(yè)油煙凈化器運行狀態(tài)監(jiān)控儀，油煙濃度、顆粒物濃度、風(fēng)機電流、電壓等油煙排放因子和設(shè)備運行參數(shù)上傳生態(tài)環(huán)境局監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)督。

4 結(jié)語

本次技術(shù)升級改造采用的三重凈化油煙凈化器，經(jīng)過技術(shù)論證，實踐檢驗，排放各項技術(shù)指標(biāo)達到了北京市生態(tài)環(huán)境局《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18483-2018）各項標(biāo)準(zhǔn)限值要求，對餐飲業(yè)油煙排放治理具有現(xiàn)實參考意義。