油煙監管云平臺在油煙凈化技術中的應用研究.

摘 要：介紹了生活中餐飲業油煙廢氣的排放特點、產生過程及其對人體和環境帶來的環境，分析了餐飲油煙組成成分的成分特性及相關的致病癥狀。油煙凈化器仍然是目治理餐飲油煙比較有用的方法，基于高壓靜電原理的復合型油煙凈化技術具有更好的治理效果，是市場主流的油煙治理方法。并對基于高壓靜電原理的幾種常見的復合型油煙凈化技術進行了闡述分析，并對未來復合型餐飲油煙凈化器的研究方向進行了展望。

 

我普遍喜好的高油、高溫烹飪方式，在滿足人們生活、豐富飲食文化的同時，其烹飪過程也帶來了較為嚴重的城市空氣污染問題。餐飲業油煙污染已經是城市空氣污染的三大主要因素之，其具有分布面廣、排放頻率高、低空排放、無組織排放等顯著特點，而且居民日三餐關乎民生，其管理難度較大。針對餐飲油煙的污染問題，目比較有用的方法是通過油煙凈化器進行尾端治理。市場上有多種原理的油煙凈化技術，高壓靜電技術市場認可度較高的餐飲油煙凈化技術，根據實際現場的不同需求，在高壓靜電技術的基礎上，會附加機械分離、過濾、吸附吸收、紫外光解等種或幾種凈化技術，進而形成各種形式的復合型餐飲油煙凈化技術。

 

  餐飲油煙是指在高溫條件下，食用油、水和食材受熱分解時所形成的種物理狀態多樣、化學成分復雜的氣溶膠狀煙霧。根據食用油成分的不同、烹飪食物的不同、加熱溫度的變化以及受熱時間的長短，產生的煙霧具有不同比例的相態，油煙煙霧的粒徑很細，整體分布于1-10μm，其中PM2.5的權重高，因此油煙煙霧會被吸入至人體的呼吸系統。油煙煙霧中包含有水、氧化物、烴類、多環芳烴和芳香胺類等，具有嚴重的有毒有害性。多項研究結果表明，油煙中可吸入顆粒物和化學成分能引發皮膚、呼吸系統和消化系統的多種炎癥和病變，會產生嚴重的吸入毒性、致變毒性，且具有明顯的慢性累積的特點。

 

  油煙煙霧被風機吸入油煙凈化器，可被極化的油煙顆粒在高壓電場中被極化荷電，帶電粒子或顆粒在電場力的作用下產生定向移動，隨著時間的推移，可把油煙顆粒從煙道氣流中分離出來，這種對油煙進行凈化的方式叫高壓靜電法。油煙凈化器的靜電模塊在結構上包含端高低壓電離區和后端收集區。端電離區般是采用線狀或尖銳鋸齒狀進行放電的方式對油煙顆粒進行荷電。后端采集區在結構上多采用板式結構配合高壓電場對油煙顆粒進行定向離心收集。在設計和使用時，對靜電模塊的布局結構和電場電壓都有較高的要求，不僅要保證靜電模塊高壓放電的穩定，還要保證油煙顆粒能夠得到極化、荷電和沉積。電廠電壓較低會使得油煙顆粒得不到充分的極化荷電，且帶電油粒也很容易發生靜電結合，降低了油煙的去除效率。電場電壓太高時，靜電模塊可能會發生高壓擊穿，容易導致油煙管道內高濃度油煙產生隱患。

 

  隨著全各地餐飲油煙排放標準、油煙凈化器產品標準及相關油煙凈化器監測方法標準的逐步實施，目已存在多種餐飲油煙污染治理技術，其中高壓靜電技術比較成熟。以高壓靜電技術為核心，同時輔助添加相關原理的凈化技術，以達到油煙排放各項指標更加化的目的。針對市場上常用的復合型油煙凈化器的復合方式，簡介如下:

  端機械分離模塊與后端高壓靜電模塊配合使用，是種二級油煙凈化方式。油煙中含有不同尺寸的油粒在通過特定幾何尺寸、形狀的風管道或機械旋轉組件時，會發生油煙氣流方向的轉變，這種局部和整體的旋轉作用對油煙顆粒產生離心現象，這種離心現象會對油煙中較大粒徑的油煙顆粒進行初步與分離，未被分離的較小油粒隨著氣流進入二級高壓靜電模塊，通過高壓靜電方式對油煙進行二級凈化處理 。二級凈化處理后的低濃度油煙經出口排出。

  端機械過濾模塊與后端高壓靜電模塊配合使用，是種二級油煙凈化方式。過濾層能夠對流動油煙中的油煙顆粒進行阻攔，被截留下來的油煙顆粒本身具有定的相融作用，可以繼續附著氣流中的油煙顆粒。濾層多數采用親油性高分子材料或不銹鋼材質。端過濾層對油煙顆粒凈化效果很好，雖然過濾層密度越大濾除率越高，但是高密度過濾層產生的本體阻力也會很大，且過濾層孔徑在油煙粘附量增加時會產生局部堵塞，易導致設備管道抖動及噪音污染，同時也需要更換更大風量的風機，加大安裝成本。端過濾層的去除效果很大程度上取決于濾層的面積、孔徑和積油體積比，單的追求濾層的凈化效率只會增加設備本身的負載，即使期過濾效果很好，但是后期過濾效果必然會隨著積油量的增加而下降。單過濾法的缺點是對粒徑較小的油煙顆粒很難濾除，其會隨氣流外排，這必然會導致排放濃度超標的問題。因此，在機械過濾模塊的后端配合加上高壓靜電模塊能夠很好的對過濾模塊預處理后的低濃度、小粒徑的油煙顆粒進行極化、荷電與分離，這種二級油煙凈化方式提高了油煙的去除效率、降低了油煙的排放濃度。

  端高壓靜電模塊與后端紫外燈管模塊配合使用，是種二級油煙凈化方式。進入油煙凈化器的油煙煙霧在高壓電場中可被極化、荷電與分離。此外，通過開啟燈管，其雙波長的紫外光速具有很高的能量，可以對被照射的油煙顆粒進行高能分解，改變油煙顆粒的宏觀粒徑大小和微觀分子結構，被紫外線光束照射進行高能斷鏈的油粒，可以從高分子有機化合物逐漸降解為低分子鏈有機化合物。同時，在紫外線的高能狀態下，空氣中的氧氣分子會被分解，反應產生游離狀態不穩定的氧原子，游離狀態的氧原子與氧氣結合反應生產臭氧。臭氧的化學性質很不穩定，具有很強的氧化作用，能夠對油煙管道中的油煙有機物驚醒氧化降解，對油煙顆粒及其管道中的油煙有機物進行氧化降解，對油煙顆粒及其管道中的餐飲異味都有很強的去除作用。這種端高壓靜電模塊與后端紫外燈管模塊配合使用的油煙油煙凈化方式使得管道油煙經過高壓靜電、紫外光解和臭氧氧化的三步過程，對管道油煙濃度具有很好的去除效果，而且能夠很好的去除餐飲異味。

  端機械過濾模塊、中段高壓靜電模塊與后端紫外燈管模塊配合使用，是種三級油煙凈化方式。實際工況中，端油煙濃度存在定的波動性，在沒有經過初級過濾的條件下，高濃度、大顆粒的油煙在中段高壓靜電模塊很難被處理，被處理的油煙顆粒在集塵極上積累以后，容易導致集塵極部分區域上形成定厚度的粘附油層，隨著時間的延長，會影響到靜電模塊放電電壓穩定性。板間電場均勻性和靜電截面積的大小，凈化模塊凈化效率必然下降。在靜電模塊的端加上機械過濾模塊，用濾層對油煙顆粒進行初步濾除可以降低進入靜電模塊的油煙濃度。而且端機械過濾模塊中濾層的物理結構能夠起到整流罩的作用，能夠對端油煙管道內的渦旋油煙氣流進行整流，方面使得油煙氣流能夠較為=均勻的進入中段靜電模塊；另外方面能夠保證靜電模塊的整個截面上都能夠對從端機械過濾模塊逃逸出的油煙進行處理，而不是局域性的、寡頭式處理。被端機械過濾模塊和中段高壓靜電模塊凈化處理后的油煙，其濃度已經很小，主要含有微少量的小粒徑油煙顆粒和氣態有機物，其中氣態有機物具有較較重的異味。后端再配合使用紫外燈管對微量小粒徑油煙顆粒和氣態有機物進行凈化分解。這種三級油煙進凈化方式，方面能夠保證油煙得到充分發凈化處理，油煙排放濃度達到標注要求；另方面能夠保證餐飲異味得到去除，避免異味擾民。目來說，端機械過濾模塊、中段高壓靜電模塊和后端紫外燈管模塊配合使用的三級油煙凈化方式是市場主流的油煙凈化方式，實際治理效果很好。

 

  為了彌補現存餐飲行業在煙油監測上的漏洞，同時便利監管部門的監察，安科瑞油煙監測云平臺應運而生。油煙監測模塊通過2G/4G與云端平臺進行通信和數據交互，系統能夠對企業餐飲設備的開機狀態、運行狀態進行監控；實現開機率監測，凈化效率監測，設施停運告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數據進行統計分析、等統計功能；較之傳統的靜電監測方案，更具實效性。平臺預留與其他應用系統、設備交互對接接口，具有很好的擴展性。

  平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態和油煙排放的濃度數據，自動對超標排放及異常企業進行提示預警，監管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業整改設備，并定期清洗、維護，實現減排環保，不擾民等目的?，F場安裝監測終端，持續監測油煙凈化器的工作狀態，包括設備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時結合排煙口的揮發性物質、顆粒物濃度等進行對比分析，旦排放超標，系統會發出異常信號。

 

■ 油煙監測設備用來監測油煙、顆粒物、NmHc等數據

■ 凈化器和風機配合對油煙進行凈化處理，同時對凈化設備的電流、電壓進行監測 

■ 設備通過4G網絡將采集的數據上傳至遠程云端服務器

(1)在線監測

  對油煙排污數據的監測，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數值采集監測;同時對監控風機和凈化器的啟停狀態、運行數據進行監測。

(2)告警數據監測

系統根據采集的油煙數值大小，產生對應的排放超標告警;對凈化器的運行數據分析，上傳凈化設備對應的運行、停機、故障等告警事件。

(3)數據分析

運行時長分析，離線分析；告警占比、分析；歷史數據統計等。

 

 

(4)隱患管理

系統對采集的告警數據分析，產生對應的隱患記錄，派發、處理隱患，及時處理告警，形成閉環。

 

(5)統計分析

包括時長分析、超標分析、歷史數據、分析報告等模塊。

 

 

(6)基礎數據維護

個人信息、權限維護，企業信息錄入，對應測點信息錄入等。

(7)數據服務

數據采集，短信提醒，數據存儲和解析。

  油煙監控主機是現場的管理設備，實時采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號，進行數據處理，通過有線或無線網絡通訊將數據傳輸到服務器平臺。同時，對本地數據進行存儲，監控現場設備狀態，提供人機操作界面。

 

 

具體技術參數如下：

 

4.4 設備選型方案

注：雙探頭適合雙排煙通道的場合，每路探頭監測1路排煙通道。

 

  針對目嚴重的餐飲油煙污染現象，餐飲油煙進化器仍然是治理餐飲油煙污染的手段。復合型餐飲油煙凈化方方法更夠彌補單原理油煙凈化方式的不足，基于高壓靜電原理的復合型油煙凈化技術具有更好的治理效果，但同時也具有更高的造價成本和運營維護成本。經濟適用、凈化效率高、凈化效果穩定、易于拆卸和后期維護的復合型餐飲油煙凈化器是未來的趨勢和方向。

 

［1］張亞飛，劉悅，李亞飛，于志強，胡俊磊. 基于高壓靜電原理的幾種復合型油煙凈化技術的探討.［J］.山東化工，2019,48（7）:212-213.

［2］安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監測云平臺. 2020.05版.