油煙凈化技術(shù)分類及其優(yōu)缺點(diǎn)分析

苗利軍，李虹毅

（河北環(huán)境工程學(xué)院，河北 秦皇島 066100）

近年來，隨著我經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，餐飲業(yè)快速發(fā)展。各種飯店、餐館的數(shù)量急劇提升，導(dǎo)致大量飲食油煙排放。飲食油煙中包括大量有害氣體，以及苯系物、烷烯烴以及鹵代烴等有機(jī)物，危害人們的身體健康[1]。21世紀(jì)初，國家有關(guān)部門推出了GWPB5-2000《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，2001年又修訂升級(jí)為國家標(biāo)準(zhǔn)GB18483-2001[2]。2002年8月推出了HJ/T62-2001《飲食業(yè)油煙凈化設(shè)備技術(shù)要求及檢測技術(shù)規(guī)范（試行）》，各類環(huán)保設(shè)備不斷出現(xiàn)。油煙的凈化技術(shù)根據(jù)凈化原理主要分為物理方法和化學(xué)方法，物理方法包括：過濾法、機(jī)械分離法、洗滌法、吸附法和靜電法等；化學(xué)方法包括：熱氧化法與催化燃燒法等，目前我國主要以物理凈化方法為主。國內(nèi)市場的油煙凈化方式主要有過濾式、離心式、濕式、靜電式以及復(fù)合式等。本文從凈化原理、凈化效率、使用成本等方面對(duì)油煙凈化器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜述，同時(shí)對(duì)改進(jìn)方向提出一點(diǎn)建議，以期為今后的設(shè)備開發(fā)方向提供思路。

1 油煙凈化設(shè)備

1.1 離心式油煙凈化設(shè)備

離心分離的機(jī)理是風(fēng)機(jī)帶動(dòng)金屬格網(wǎng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使油煙氣流在空氣中的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，其中，顆粒物和油滴由于其本身的重力較高，在離心力的作用下與氣體分離，附著到罩壁上，通過罩壁流向集油槽，從而達(dá)到去除油滴和顆粒物的效果。該裝置的凈化效率受到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，轉(zhuǎn)速越快，凈化的效果越好，但是轉(zhuǎn)速增加也會(huì)導(dǎo)致其自身的阻力增大、消耗功率增大。金屬格網(wǎng)的自身摩擦系數(shù)也會(huì)影響到凈化效率，原因是摩擦系數(shù)減小會(huì)導(dǎo)致油煙顆粒與金屬網(wǎng)轉(zhuǎn)盤的碰撞概率變小。該法的優(yōu)點(diǎn)在于比較簡單、阻力不大，并且能耗較小，但凈化效率只有30%，清洗維護(hù)工作量較大[3]。

1.2 過濾式油煙凈化設(shè)備

過濾吸附多采用親油性的高分子復(fù)合材料，如海綿、無紡布等纖維材料等作為濾料，油煙通過濾料層，油煙中的顆粒物和大型油滴受到濾料的吸附，被截留在濾料表面，也可以同時(shí)去除大部分油煙氣味。該法的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單、投資少、維修量小，對(duì)油煙的凈化效率略高于離心分離。缺點(diǎn)是隨著使用時(shí)間的增長，濾料層捕集的顆粒物和油滴黏度都很高，附著在濾料層表面難以去除，濾料層的表面積不斷降低，使得濾層壓降增高，阻力逐漸增大，動(dòng)力消耗過大，產(chǎn)生較大的噪聲。需要經(jīng)常更換濾層材料，容易造成二次污染[4]。

過濾材料的選擇一般要滿足4點(diǎn)要求：（1）濾料本身對(duì)顆粒物有著較高的吸附能力。（2）價(jià)格便宜，可以一次性利用。（3）其自身的阻力低，因?yàn)樽枇Ω邥?huì)造成壓降過高，動(dòng)力消耗增大，產(chǎn)生噪音。（4）濾料本身可以通過燃燒進(jìn)行處理，不會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，造成二次污染。

1.3 濕式油煙凈化設(shè)備

濕式凈化的原理是通過噴淋裝置將凈化液高速噴出形成液霧，從而使油煙與吸收液充分接觸，油煙中的顆粒物和大型油滴被吸收液捕集吸收，成功捕獲油煙后的液滴在慣性的作用下向容器壁運(yùn)動(dòng)[5]。吸收液中加入改善油煙親水性能的藥劑，如表面活性劑、乳化劑、堿液等，可以增大氣液接觸面積，將污染物從氣相向液相轉(zhuǎn)變，從而進(jìn)行吸收和凈化，對(duì)異味和其他化學(xué)物，比如SO2，N2O等有較高的處理效果。當(dāng)顆粒物小于2 μm時(shí)該法有較高的去除率，但是當(dāng)顆粒物小于1 μm時(shí)，顆粒捕集效率則較差，并且該方法有著耗水、耗電、耗藥劑缺點(diǎn)，也容易造成二次污染。

1.4 高壓靜電油煙凈化設(shè)備

高壓靜電法是應(yīng)用靜電沉積的原理，由于帶電導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場作用，通過電暈放電使油粒子帶電，將油滴電離，使其產(chǎn)生大量新的帶電油粒子，進(jìn)去入收集區(qū)受電場力作用向陽極運(yùn)動(dòng)，從而使得煙氣中剩余的油煙顆粒被分離出來，使處理后的油煙氣體達(dá)標(biāo)排放。廢油流入集油槽，由放油管排入收集裝置中。優(yōu)點(diǎn)是凈化效率較高，本體阻力較低。缺點(diǎn)是長期使用，極板易沉積油垢，降低荷電能力，影響凈化效率，后期難以清潔，容易造成火災(zāi)，需要定期由專業(yè)人士清理，損耗較大。通常在高壓靜電裝置前安裝一個(gè)金屬過濾板，則可以減輕電場的負(fù)荷，從而提高凈化效果。

1.5 復(fù)合式油煙凈化設(shè)備

復(fù)合式油煙凈化設(shè)備是指采用兩種或兩種以上凈化方式設(shè)計(jì)而成的油煙凈化設(shè)備，各種技術(shù)相互彌補(bǔ)對(duì)方的不足，凈化效率比之單獨(dú)技術(shù)大大提升，具有廣大的市場前景。市場比較成熟的是以高壓靜電技術(shù)為核心，同時(shí)輔助添加其他的凈化技術(shù)，以達(dá)到油煙排放各項(xiàng)指標(biāo)更加優(yōu)化的目的。常用的復(fù)合型油煙凈化器復(fù)合方式主要有9種，由于篇幅限制，下文挑選其中3種進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.5.1 機(jī)械離心、高壓靜電復(fù)合型油煙凈化器

前端機(jī)械離心模塊與后端高壓靜電模塊配合使用，是一種二級(jí)油煙凈化方式，機(jī)械離心裝置可以對(duì)大粒徑油霧粒子進(jìn)行物理分離，雖然凈化效率不高，但適宜作為預(yù)處理部分進(jìn)行初級(jí)凈化，從而減小后端壓力。經(jīng)過預(yù)處理后的較小油滴和顆粒物再進(jìn)入高壓靜電區(qū)域進(jìn)行二級(jí)處理，處理完后的低濃度油煙經(jīng)出口排出。

1.5.2 過濾吸附、高壓靜電復(fù)合型油煙凈化器

機(jī)械過濾與高壓靜電復(fù)合型技術(shù)將使前端機(jī)械過濾模塊與后端高壓靜電模塊配合使用，是一種二級(jí)油煙凈化方式。前端過濾裝置能夠?qū)τ蜔熤械妮^大顆粒進(jìn)行有效攔截，從而減輕后面高壓靜電裝置的負(fù)擔(dān)，降低高壓靜電裝置的清洗周期。雖然前端過濾層密度越大，濾層效果越高，但是高密度濾層產(chǎn)生的阻力也很大，過濾層孔徑較低時(shí)也會(huì)產(chǎn)生濾孔堵塞，從而導(dǎo)致過濾層無法有效地清除較小粒徑的油粒。因此，在機(jī)械過濾模塊后端配合高壓靜電模塊可以對(duì)過濾模塊預(yù)處理后的較小粒徑油粒進(jìn)行有效去除，這種二級(jí)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。

1.5.3 濕式除塵、高壓靜電復(fù)合型油煙凈化器

濕式除塵與靜電除塵相結(jié)合的技術(shù)是將靜電油煙凈化器和濕式油煙凈化器相結(jié)合在一起，互相補(bǔ)充，消除對(duì)方的劣勢，減少對(duì)方的二次污染。靜電處理區(qū)能有效去除油煙中的大顆粒污染物，使處理后的煙氣基本達(dá)到國標(biāo)要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是無法有效地清除小顆粒物和氣味分子，只能使其充分荷點(diǎn)，從而提高后面的水噴淋處理效果。噴淋處理區(qū)充分利用了帶電粒子和離子與零電位物體之間的電荷鏡像力提高除塵效果，對(duì)于煙氣、氣味等污染物進(jìn)行比較徹底的凈化；同時(shí)，利用臭氧溶于水生成過氧化氫作為強(qiáng)氧化劑氧化被水滴及填料捕獲的污染物，從而減少了循環(huán)水的二次污染，同時(shí)減少了靜電除塵器產(chǎn)生的臭氧對(duì)大氣的污染。

2 餐飲油煙凈化器現(xiàn)狀與發(fā)展前景

針對(duì)目前嚴(yán)重的餐飲油煙污染現(xiàn)象，餐飲油煙凈化器仍然是治理餐飲油煙污染的最有效手段。單一原理油煙凈化方法往往有著各自缺點(diǎn)，離心式凈化效率低下，難以符合凈化標(biāo)準(zhǔn)。過濾式凈化效率比離心式高，但是需要經(jīng)常更換濾料，價(jià)格昂貴，換下的濾料處理不當(dāng)易造成二次污染。濕式凈化過程中使用的洗滌劑需要謹(jǐn)慎回收，否則流入環(huán)境會(huì)造成二次污染。靜電式隨著使用時(shí)間的增長，電極上附著油粒增多，電暈降低，從而影響凈化效果，還會(huì)造成短路危險(xiǎn)。

3 結(jié)語

復(fù)合型餐飲油煙凈化方法能夠彌補(bǔ)單一原理油煙凈化方法的不足，凈化效率比之單獨(dú)技術(shù)大大提升，但是同時(shí)也有更高的造價(jià)成本和運(yùn)營維護(hù)成本。其中，以靜電式油煙凈化器為核心，附加過濾式、離心式、濕式等技術(shù)組合成的復(fù)合型油煙凈化器以其凈化效率高、占地面積小的特點(diǎn)成為當(dāng)前的主流選擇。研究經(jīng)濟(jì)適用、凈化效率高、凈化效果穩(wěn)定、易于拆卸和后期維護(hù)的復(fù)合型餐飲油煙凈化器是未來發(fā)展的趨勢和方向。