淺談餐飲油煙汙染危害及係統解決方案

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801

1.餐飲油煙排放檢測方法及儀(yi) 器現狀

現行餐飲油煙排放控製標準的主要指標僅(jin) 為(wei) 排放濃度和油煙去除效率，主要利用等速采樣法采集排風管或排氣筒內(nei) 的油煙氣體(ti) ，將油煙采集在采樣器內(nei) ，再利用金屬濾筒吸收和紅外分光光度法檢測。由於(yu) 相關(guan) 標準在執法成本和手段上存在一定的局限性，可采用檢氣管法采集油煙使顯色層顯色，也可利用吸收劑吸收餐飲油煙的重量法快速檢測餐飲油煙排放濃度。由於(yu) 餐飲油煙排放顆粒主要為(wei) PM2.5，同時VOCs又是二次有*氣溶膠的重要前體(ti) 物，因此，為(wei) 了更好地揭示餐飲油煙理化特性及其對環境的影響，需要關(guan) 注PM2.5和VOCs濃度指標。目前針對PM2.5的檢測方法主要有濾膜稱重法，而針對VOCs的檢測方法主要有氣相色譜法、傅裏葉變換紅外光譜法等。

1.1飲食業(ye) 油煙汙染產(chan) 生的主要原因

圖1為(wei) 紅外分光光度法油煙檢測裝置示意圖，先將完成采樣的采樣器內(nei) 金屬濾筒置於(yu) 帶蓋的聚四氟乙烯套筒中，帶回實驗室後用四氯化碳溶劑進行超聲清洗，移入比色管中定容，用紅外分光光度法測定油煙的含量。

圖1 紅外分光光度法油煙檢測裝置示意圖

油煙含量由波數分別為(wei) 2930cm−1（CH2基團中C—H鍵的伸縮振動）、2960cm−1（CH3基團中C—H鍵的伸縮振動）和3030cm−1（芳香環中C—H鍵的伸縮振動）譜帶處的吸光度A2930、A2960和A3030進行計算。餐飲油煙實測質量濃度計算式：

式中：c1為(wei) 餐飲油煙實測質量濃度，mg·m−3；c2為(wei) 濾筒清洗液油煙質量濃度，mg·L−1；V為(wei) 濾筒清洗液稀釋定容體(ti) 積，mL；V0為(wei) 采樣體(ti) 積，m3。

1.2檢氣管法

圖2為(wei) 檢氣管法裝置結構示意圖。利用采樣泵把油煙采集至檢氣管內(nei) ，並將其固定在過濾層麵，在此油煙通過催化劑作用與(yu) 濃硫酸發生分*反應，產(chan) 生深色反應物。通過目測此反應物顏色的深淺，可定性判別油煙濃度超達標情況。

圖2 檢氣管法裝置結構示意圖

檢氣管法雖然能夠快速檢測餐飲油煙排放是否達標，並且適用範圍廣、成本低，但僅(jin) 是一種半定量的方法，為(wei) 單點采集，采樣後的比色受人為(wei) 因素影響，容易出現誤判。

1.3重量法

重量法通過采集器將餐飲油煙送至吸收劑中吸收稱重計算餐飲油煙排放量。油煙含量計算式為(wei) ：

式中：mz為(wei) 總質量，mg；m1為(wei) 燒杯質量，mg；m2為(wei) 試劑空白值，mg；a為(wei) 采樣器體(ti) 積流量，L·min−1；t為(wei) 采樣時間，min。

重量法能夠快速、簡單、方便地監測餐飲油煙排放，但對采樣流量、測定條件等有一定要求，且在采樣時不能吸收分子量小、沸點低的有*物而造成測量結果偏小。

1.4PM2.5濾膜稱重法

濾膜稱重法是目前餐飲油煙PM2.5測量的主要方法。該方法利用2.5μm切割頭采集器對餐飲油煙進行采樣，送至濾膜過濾收集烘幹稱重進而確定油煙PM2.5質量濃度。

式中，m0為(wei) 采樣前濾膜重量，mg。

PM2.5濾膜稱重法操作簡單，檢測結果不受油煙顆粒物物理性質影響，準確度較高，通常也作為(wei) 標準中其他PM2.5監測方法的對比方法，但這種方法操作繁瑣，測量周期較長，為(wei) 此又發展了β射線法、微振蕩天平法和光散射法等。

1.5VOCs氣相色譜−質譜聯用法

氣相色譜法是將需要進行分析的油煙導入色譜柱，由於(yu) 各組分在流動相和固定相之間具有不同的分配係數，會(hui) 隨流動相和固定相做相對運動，且由於(yu) 各組分滯留時間不同，色譜柱內(nei) 的物質會(hui) 按不同順序流出，根據流出物質的濃度及時間的不同形成的色譜圖，以此達到對油煙VOCs成分的定性與(yu) 定量分析。質譜法是利用高速電子束撞擊氣態分子，把電離出的離子加速導入質量分析器中，然後按照碎片離子質荷比的大小順序進行收集和記錄得到質譜圖，從(cong) 而根據質譜峰的位置定性分析成分和結構，根據質譜峰的相對強度定量分析濃度。

氣相色譜−質譜聯用法結合了氣相色譜法和質譜法的優(you) 點，具有靈敏度高、分析速度快、鑒別能力強等優(you) 點，可同時完成待測組分的分離和鑒定，特別適用於(yu) 多組分混合物中未知組分的定性定量分析、化合物分子結構判別、化合物分子量測定，也是餐飲油煙VOCs檢測的主要手段。

表1給出了餐飲油煙排放檢測方法的對比。

2.餐飲油煙排放在線監測係統發展與(yu) 展望

目前餐飲油煙測量方法均為(wei) 實驗室檢測方案，成本高，時間覆蓋率低，監測範圍有限，維護複雜，難以實現餐飲油煙排放的有效監測。為(wei) 了滿足對餐飲油煙排放的有效監管的要求，需要緊密結合現有與(yu) 地方標準的主要指標，實現餐飲油煙排放濃度的實時監測，為(wei) 環保執法提供有效、簡便、經濟的監測方法。

近年來已發展出了基於(yu) 油煙氣體(ti) 傳(chuan) 感器TGS2100等的油煙遠程實時監測係統，但該傳(chuan) 感器易被油煙覆蓋而導致壽命短，並且其測量結果是通過標準油煙濃度與(yu) 電化學反應電流標定得到，而實際油煙與(yu) 標準油煙差距較大，導致檢測精度不高，並未廣泛應用。圖3為(wei) 餐飲油煙在線監測係統示意圖。綜合了油煙傳(chuan) 感器直接測量與(yu) 油煙淨化裝置狀態監控間接信息的餐飲油煙在線監測係統得到了發展和應用。

圖3 餐飲油煙在線監測係統示意圖

但從(cong) 直接測量方法來看，以標準所規定的紅外分光光度法為(wei) 基礎的實時監測方法被認為(wei) 是可行方案之一。目前已經發展了基於(yu) 非分散紅外分光光度法原理，使用寬帶光源和吸收波長為(wei) 3.4μm的熱釋電探測頭實現油煙濃度在線監測的係統。圖4為(wei) 非分散紅外分光光度法在線測量裝置示意圖。為(wei) 了使氣室避免被油煙中的氮氧化物、硫氧化物等成分腐蝕，同時使探測器避免被油性顆粒粘附而縮短壽命，采用石英玻璃管作為(wei) 氣室，並在光源和探測器前端添加石英玻璃片，利用該裝置獲得油煙濃度初步測量結果。隨著與(yu) 公眾(zhong) 對餐飲油煙排放越來越關(guan) 注，餐飲油煙排放在線監測具有廣泛的市場前景，武漢天虹、廣州博控等國內(nei) 儀(yi) 器廠家也都在近幾年推出了相應的油煙濃度排放監測儀(yi) 器，其核心監測方法也都主要采用紅外分光光度法。

圖4 非分散紅外分光光度法在線監測裝置示意圖

針對餐飲油煙排放特點，除了對油煙在線監測的方法需要進一步深入研究外，在係統研製方麵也需要解決(jue) 以下幾個(ge) 問題：

（1）靈敏度

隨著餐飲油煙排放標準上限的不斷降低，在線監測方法的靈敏度也需進一步提升，從(cong) 過去的定性逐步發展到定量，進一步發展到痕量定量，並且至低檢測限也將隨之不斷降低，以滿足更嚴(yan) 格的排放標準。

（2）經濟性

由於(yu) 餐飲油煙排放無組織性，餐飲油煙排放在線監控涉及麵廣且分散，成本高。因此，研製油煙在線監測係統需要尋求一種經濟且準確的傳(chuan) 感器，這是對餐飲油煙排放實施嚴(yan) 格監管的基礎。

（3）工作穩定性與(yu) 使用壽命

餐飲油煙在排放管道內(nei) 遇冷凝結成粘稠的油滴，形成難以清*的油漬，附著在管壁或安裝在管壁的傳(chuan) 感器表麵從(cong) 而導致傳(chuan) 感器失效。因此，油煙在線監測係統在研製與(yu) 應用上麵臨(lin) 的大問題是如何保護傳(chuan) 感器不受油煙汙染，從(cong) 而能夠保證其長時間穩定工作。

（4）易維護性

餐飲油煙傳(chuan) 感器需要安裝在排放口，雖然有保護設計，但長時間運行仍會(hui) 受到油煙汙染，對傳(chuan) 感器檢測靈敏度等具有較大影響。因此，傳(chuan) 感器需要定期維護，這就要求油煙在線監測係統易維護，特別是傳(chuan) 感器的設計上要求易安裝、拆卸。

3.餐飲油煙排放監測實施方案展望

針對餐飲油煙汙染數量多、規模小、布局分散、變動性大等監管難點，綜合考慮現階段餐飲油煙排放在線監測係統的成本與(yu) 執法情況，目前監測的實施應將巡檢監測與(yu) 在線監測相結合，對較為(wei) 分散的商業(ye) 餐飲油煙排放實行巡檢監測方案，較為(wei) 集中的商業(ye) 餐飲及居民樓共用煙道等有條件區域實行在線監控方案，以實現餐飲油煙排放的有效監管。

3.1巡檢監測方案

圖5為(wei) 巡檢監測方案示意圖。該巡檢監測方案是指環保執法人員攜帶便攜式餐飲油煙濃度檢測儀(yi) ，不定期對餐飲企業(ye) 進行抽檢。這種便攜式餐飲油煙濃度檢測儀(yi) 包括油煙采樣器與(yu) 紅外分光光度法油煙快速檢測裝置。采樣分析過程可自動進行，較短時間內(nei) 即可完成一個(ge) 測量周期，並且可以靈活接入移動終端，通過APP軟件實現現場執法測量、管理及與(yu) 管理平台的數據共享，也可以直接接入管理平台與(yu) 在線監測係統進行配套使用，為(wei) 油煙現場快速執法檢測提供了解決(jue) 方案。

圖5 巡檢監測方案示意圖

3.2在線監測方案

對較為(wei) 集中的商業(ye) 餐飲及居民樓共用煙道可采用如圖6所示的在線檢測方案示意圖。通過安裝油煙在線監測儀(yi) 實時對煙道排放濃度進行監控，並且將結果通過互聯網傳(chuan) 輸到服務器平台，實現餐飲油煙排放的在線監控。該方案可以讓環保執法人員與(yu) 公眾(zhong) 實時掌握油煙排放情況，但成本較高，目前僅(jin) 可在有條件的地區使用。未來隨著監測儀(yi) 器成本的降低，這一方案必定成為(wei) 餐飲油煙排放監管的主流方案。

圖6 在線監測方案示意圖

4.安科瑞餐飲油煙監測雲(yun) 平台解決(jue) 方案

AcrelCloud-3500餐飲油煙監測平台可對餐飲點位進行不間斷的數據跟蹤與(yu) 統計分析，在發生油煙濃度預警時，信息可多種途徑及時通知相關(guan) 單位處理，確保油煙等汙染物的正常排放，讓超標濃度無處可藏，防患於(yu) 未然。針對各餐飲點位安科瑞通過加裝多種產(chan) 品可以進行檢測，主要有ACY100型號餐飲油煙監測設備，外加裝電流互感器及溫濕度探頭。

餐飲油煙監測平台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(ye) 進行提示預警，監管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業(ye) 整改設備，並定期清洗、維護，實現減排環保，不擾民等目的。

現場安裝油煙在線監控儀(yi) ，實時監測排煙煙道內(nei) 的油煙、顆粒物和非甲烷甲烷總烴等濃度，同時對油煙淨化器和風機的運行電流和開關(guan) 狀態進行監測，一旦排放超標，係統會(hui) 發出告警信息。

係統結構圖如下：

5.平台主要功能

係統拓撲圖如下：

5.1首頁

①接入企業(ye)

顯示接入的企業(ye) 數，監測點位數；

②AQI天氣

實時AQI天氣狀況；

③告警率、超標率、在線率

顯示告警企業(ye) 數量，告警率，包括超標、在線率統計；

④地圖點位統計

按接入企業(ye) GIS，在地圖展示。

5.2大屏展示

該頁麵通過分倉(cang) 形式將雲(yun) 平台係統的所有基本信息全部展示在大屏上，主要包含了項目總覽，企業(ye) 隱患排名，報警信息列表，監測點位以及報警統計，監測點位地理位置，工單任務統計等。

5.3實時監控

係統可進行監測點的篩選，點擊每個(ge) 監測點信息，可以看到實時數據和24小時數據變化曲線。並且可以看到監測節點的曆史告警信息。

實時監測數據包括油煙淨化器和風機的運行電流，油煙濃度、顆粒物濃度和NMHC濃度等信息。

實時狀態列表

係統對當前點位進行數據列表統計，對采集的實時數據匯總，分析其運行狀態，預警範圍等。

運行工況

實時監測數據包括油煙淨化器和風機的運行電流，根據電流數值來判斷當前進化器的運行狀態，包括失聯、停機、運行等狀態，結合運行數據曲線，更加方便直觀。

5.4隱患管理

1）後台根據測點設置的濃度閾值以及門限的時間在隱患巡查中產(chan) 生對應的報警信息，並在首頁進行鈴鐺和語音提示；

2）企業(ye) 用戶對隱患進行確認，確認工單派發對象，工單截至期限，以及工單任務描述；

3）運維人員確認工單內(nei) 容並對隱患進行處理，填寫(xie) 處理結果詳情，上傳(chuan) 現場圖片等附件或進行二級派發；

4）相關(guan) 企業(ye) 用戶可在“隱患記錄"頁麵來確認對應隱患信息的處理進度，包括是否處理、是否派發；

5.5統計分析

超標分析

對相關(guan) 的采集數據油煙、顆粒物、NMHC數據進行關(guan) 聯分析，對超標的種類、企業(ye) 進行餅狀圖的展示，同時對報警企業(ye) 進行排名，根據排名情況對相關(guan) 企業(ye) 進行數據和運行狀態的分析評價(jia) 。

曆史數據

支持對數據進行年、月、日篩選查詢，自定義(yi) 日期篩選數據，相關(guan) 數據支持Excel表格導出，便於(yu) 後期數據的校驗和排查。

設備維護

設備需要定期清洗、維護和更換濾芯。

5.6統計分析

用戶分析報告

用戶分析報告模塊，將企業(ye) 目前的告警進行匯總，支持模板的Word導出，具體(ti) 的模板內(nei) 容可根據客戶需求實現定製化設計。

在線時長分析

企業(ye) 在線時長報告模塊，將企業(ye) 目前監測儀(yi) 的在線時長，失聯時長，風機、淨化器的在線、離線時間進行匯總，以折線圖、雷達圖的形式展示。

5.7設備清洗維護

設置企業(ye) 檢測儀(yi) 定期的清洗、更換計劃，包括維護監測點位的安裝時間，上一次清洗時間，以及下一次的維護周期，對應的負責人等信息，清洗前/後照片對比。

5.8視頻功能

支持餐飲點位“一點一視頻"的接入模式，在餐飲汙染排放點位安裝攝像頭。

支持：

①視頻實時預覽監測

②曆史視頻回放功能

5係統硬件配置

6結束語

餐飲油煙已經成為(wei) 城市大氣環境的主要汙染源之一。隨著與(yu) 公眾(zhong) 關(guan) 注度不斷提升，餐飲油煙排放控製監管將越來越嚴(yan) 格。目前對餐飲油煙汙染排放檢測仍處於(yu) 手工采樣實驗室分析階段，時間覆蓋率低，監管範圍有限，難以實現餐飲油煙排放的有效監管。雖然已經發展了一些在線監測係統，但這些儀(yi) 器在應用過程中靈敏度、經濟性、穩定性等仍然存在一些問題。為(wei) 了更好地實現餐飲油煙排放監管，需要研製更為(wei) 先進的餐飲油煙排放監測係統，以供環保執法人員通過巡檢監測或在線監測實施有效監控。

作者介紹

簡婷，开云体育手机下载教程，187 0199 8775,主要研究方向為(wei) 餐飲油煙監測雲(yun) 平台。