河南省餐飲業(yè)油煙指示污染物篩選及其防治技術(shù)研究

孔德芳 陳濤 孫鵬 梁亦欣

摘 要：本文結(jié)合河南省餐飲業(yè)實(shí)際現(xiàn)狀，對(duì)有/無(wú)灶頭的餐飲服務(wù)單位進(jìn)行了規(guī)模劃分，通過相關(guān)性比較分析，最終選定油煙和非甲烷總烴作為餐飲業(yè)指示污染物，并對(duì)6家餐飲服務(wù)單位排放油煙進(jìn)行取樣分析。結(jié)果表明，靜電復(fù)合式凈化設(shè)施凈化率略高于靜電式，但都未超過90%;復(fù)合式凈化設(shè)備正常工況下，餐飲服務(wù)單位油煙排放濃度在0.22～0.93mg/m3，滿足標(biāo)準(zhǔn)排放相應(yīng)限值1.0mg/m3和1.5mg/m3要求;大型餐飲服務(wù)單位非甲烷總烴排放濃度低于7.5mg/m3，中型餐飲服務(wù)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(shè)備提高了60%以上。

關(guān)鍵詞：油煙污染物：指示污染物;餐飲業(yè);防治技術(shù);標(biāo)準(zhǔn)限值

中圖分類號(hào)：X511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，屬于第三產(chǎn)業(yè)的餐飲業(yè)快速發(fā)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(tài)的混合物，成分包括總碳?xì)洌═HC）、臭氧前體物（VOCs）、氣味物質(zhì)和細(xì)顆粒物（PM2.5）[2]，其具有間歇性、暴發(fā)式排出的特點(diǎn)。相關(guān)研究表明，餐飲油煙是細(xì)顆粒物PM2.5的主要來(lái)源之一，未經(jīng)處理直排到大氣中會(huì)造成嚴(yán)重污染，與工業(yè)廢氣、機(jī)動(dòng)車尾氣共同構(gòu)成現(xiàn)代城市大氣污染的“三大殺手”，對(duì)人類生命健康安全造成極大威脅[3-6]。

河南省是全國(guó)人口大省，餐飲業(yè)在第三產(chǎn)業(yè)中一直占據(jù)重要的地位。2016年，全省餐飲住宿業(yè)營(yíng)業(yè)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(chǎn)業(yè)GDP的24.5%[7]。餐飲業(yè)油煙排放已成為河南省大氣污染的一個(gè)重要來(lái)源。河南省餐飲服務(wù)單位主要以量大、面廣的中、小型餐飲服務(wù)單位為主。由于大部分餐飲服務(wù)單位位于人口密集度高的生活區(qū)或商業(yè)區(qū)，油煙和氣味問題一直以來(lái)是居民投訴的焦點(diǎn)[8]。

為了切實(shí)解決河南省油煙擾民問題，提升河南省大氣環(huán)境質(zhì)量，確保餐飲業(yè)的油煙凈化設(shè)施正常運(yùn)行，減少油煙排放給居民環(huán)境帶來(lái)的污染，亟待加強(qiáng)餐飲業(yè)特征污染物識(shí)別和污染防治技術(shù)研究。

1 研究對(duì)象

1.1 餐飲業(yè)規(guī)模劃分

結(jié)合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18483—2001）[9]，按照基準(zhǔn)灶頭數(shù)對(duì)餐飲服務(wù)單位的規(guī)模進(jìn)行劃分，將河南省餐飲服務(wù)單位規(guī)模劃分為大、中、小型三級(jí)，并按有/無(wú)灶頭確定具體劃分參數(shù)。

1.1.1 有灶頭餐飲服務(wù)單位規(guī)模劃分。針對(duì)有灶頭的餐飲服務(wù)單位，參照國(guó)標(biāo)《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18483—2001）[9]的相關(guān)劃分原則與要求，根據(jù)基準(zhǔn)灶頭數(shù)劃分其規(guī)模大小，基準(zhǔn)灶頭數(shù)按灶的總發(fā)熱功率或排氣罩灶面投影總面積折算。餐飲服務(wù)單位每個(gè)基準(zhǔn)灶頭對(duì)應(yīng)的發(fā)熱功率為1.67×108J/h，對(duì)應(yīng)的排氣罩灶面投影面積為1.1m2，劃分參數(shù)如表1所示。

1.1.2 無(wú)灶頭餐飲服務(wù)單位規(guī)模劃分。對(duì)于無(wú)灶頭的餐飲服務(wù)單位，當(dāng)灶的總發(fā)熱功率和排氣罩灶面投影面積無(wú)法獲得時(shí)，按經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所就餐座位數(shù)量折算基準(zhǔn)灶頭數(shù)，再進(jìn)行規(guī)模劃分。劃分參數(shù)如表2所示。

1.2 研究對(duì)象選擇

依據(jù)全面性、科學(xué)性、代表性的原則，本研究在充分參考借鑒國(guó)內(nèi)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，選擇河南省不同區(qū)域的12家典型餐飲服務(wù)單位（豫菜館、學(xué)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(duì)象，對(duì)其凈化設(shè)施改造前后進(jìn)出口特征污染物進(jìn)行取樣檢測(cè)。

1.3 油煙組分分析及指示污染物篩選

餐飲業(yè)油煙污染物主要包括顆粒物和氣態(tài)有機(jī)物兩種組分，顆粒物的粒徑以細(xì)顆粒（PM2.5）為主，占比為76.91%，PM10占比為97.34%，其中有機(jī)顆粒物約占60%;氣態(tài)有機(jī)物主要組成部分為烴類物質(zhì)和含氧有機(jī)物，其中非甲烷總烴類物質(zhì)占比約68%。本研究采用網(wǎng)絡(luò)法、頻次法進(jìn)行污染物項(xiàng)目篩選，研究確定餐飲業(yè)污染物相關(guān)因子共6個(gè)：油煙、PM2.5、PM10、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、非甲烷總烴、臭氣。

為體現(xiàn)指示污染物的科學(xué)性和簡(jiǎn)便性，在選定的12家餐飲服務(wù)單位用餐高峰期進(jìn)行了取樣，檢測(cè)油煙、PM2.5、PM10、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、非甲烷總烴、臭氣濃度。檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，油鹽濃度與顆粒物濃度之間的相關(guān)性較高，非甲烷總烴對(duì)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(yè)油煙指示污染物。

1.4 采樣時(shí)段及頻次

采樣點(diǎn)設(shè)在12家餐飲服務(wù)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(yíng)業(yè)時(shí)段進(jìn)行連續(xù)采樣。中午采樣時(shí)段為11：30—13：30，晚上采樣時(shí)段為17：30—19：30。在每個(gè)采樣段采集樣品3個(gè)，每次10min，連續(xù)采集3d。

1.5 采樣及檢測(cè)方法

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

2 結(jié)果與分析

2.1 油煙顆粒物凈化技術(shù)

目前，對(duì)于油煙顆粒物，常用的凈化技術(shù)主要有過濾式凈化技術(shù)、旋風(fēng)分離凈化技術(shù)、動(dòng)態(tài)離心法、蜂窩式凈化技術(shù)、濕式凈化技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)、催化氧化凈化技術(shù)、靜電式凈化技術(shù)和復(fù)合式凈化技術(shù)等。其中，靜電式、靜電復(fù)合式等設(shè)施因其油煙凈化效率較高，應(yīng)用最為廣泛[10]。

本研究選取6家典型餐飲服務(wù)單位的靜電式和靜電復(fù)合式油煙凈化設(shè)施進(jìn)行進(jìn)口及出口的油煙濃度監(jiān)測(cè)，并折算基準(zhǔn)濃度，計(jì)算靜電式和靜電復(fù)合式油煙凈化設(shè)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(chǎn)生基準(zhǔn)濃度較高，為26.58～31.89mg/m3，靜電復(fù)合式凈化設(shè)施對(duì)油煙的去除率維持在90%左右;油煙排放基準(zhǔn)濃度為3.16～3.18mg/m3，油煙去除率高于靜電凈化設(shè)施75.39%～89.80%。無(wú)論是靜電凈化設(shè)施，還是復(fù)合式靜電凈化設(shè)施，普遍存在實(shí)際運(yùn)行中的油煙去除效率低于實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證的油煙去除效率（≥90%）。結(jié)合現(xiàn)狀調(diào)查分析，餐飲服務(wù)單位普遍存在油煙凈化設(shè)施缺乏日常維護(hù)管理，集氣罩、排風(fēng)管道、凈化設(shè)備集油較多的現(xiàn)象，致使油煙凈化設(shè)施不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，油煙通過凈化器時(shí)，熱的氣流將設(shè)備及管道上積存的油污帶出，造成油煙產(chǎn)、排濃度較實(shí)際濃度偏高。

2.2 VOCs凈化技術(shù)

目前，市場(chǎng)上暫時(shí)還沒有對(duì)應(yīng)餐飲業(yè)VOCs和非甲烷總烴的凈化技術(shù)和設(shè)備，但工業(yè)VOCs防治技術(shù)和設(shè)備已相對(duì)成熟。餐飲業(yè)油煙氣態(tài)污染物VOCs凈化技術(shù)研發(fā)和設(shè)備開發(fā)可借鑒成熟的工業(yè)VOCs防治技術(shù)。成熟的工業(yè)VOCs凈化技術(shù)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(shù)[11]。光催化氧化、催化燃燒技術(shù)適用于高濃度有機(jī)廢氣，設(shè)備及運(yùn)行費(fèi)用高，所占空間大;吸附凈化技術(shù)、化學(xué)洗滌低溫等離子體凈化技術(shù)，設(shè)備及運(yùn)行費(fèi)用低，所占空間小，適合低濃度揮發(fā)性有機(jī)物的去除。

2.3 組合凈化技術(shù)

河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《餐飲業(yè)油煙污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 41/1604—2018）規(guī)定了大、中、小型餐飲服務(wù)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(wù)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(duì)餐飲服務(wù)單位進(jìn)行了復(fù)合式凈化設(shè)備改造，即大型餐飲服務(wù)單位采用“濕式凈化（運(yùn)水煙罩）+靜電式+吸附/等離子”復(fù)合式凈化設(shè)備，中型餐飲服務(wù)單位采用“動(dòng)態(tài)離心+靜電式+吸附/等離子”復(fù)合式凈化設(shè)備，小型餐飲服務(wù)單位改造為“動(dòng)態(tài)離心+靜電式”復(fù)合式凈化設(shè)備。

2.3.1 組合凈化技術(shù)對(duì)油煙的凈化效果。以抽樣監(jiān)測(cè)的餐飲服務(wù)單位油煙凈化設(shè)施進(jìn)口濃度不變?yōu)榍疤幔?jì)算各餐飲服務(wù)單位經(jīng)技術(shù)改造后的油煙排放濃度，并與河南省《餐飲業(yè)油煙污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 41/1604—2018）限值要求進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比情況如圖2所示。

在凈化設(shè)施改造后，以現(xiàn)有餐飲服務(wù)單位油煙產(chǎn)生情況為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)算，12家餐飲服務(wù)單位中，10家企業(yè)油煙排放濃度在0.22～0.93mg/m3，滿足標(biāo)準(zhǔn)排放限值要求，達(dá)標(biāo)率為83%;另外2家雖進(jìn)行了凈化設(shè)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?yàn)閮艋O(shè)施缺乏日常維護(hù)。可見，油煙凈化設(shè)施的日常維護(hù)也非常重要。建議餐飲服務(wù)單位在改造凈化設(shè)施的基礎(chǔ)上，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)集氣罩、排風(fēng)管道、凈化設(shè)備等的定期清洗維護(hù)，定期清洗灶臺(tái)，并選用優(yōu)質(zhì)食用油等，降低污染物的產(chǎn)生濃度，確保污染物達(dá)標(biāo)排放。

2.3.2 組合凈化技術(shù)對(duì)非甲烷總烴凈化效果。選取未安裝非甲烷總烴凈化設(shè)施的大、中型餐飲服務(wù)單位各3家，研究?jī)艋O(shè)施改造后對(duì)非甲烷總烴的凈化效果，并與河南省《餐飲業(yè)油煙污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 41/1604—2018）限值要求進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，通過對(duì)大型餐飲服務(wù)單位凈化設(shè)施進(jìn)行“濕式凈化（運(yùn)水煙罩）+靜電式+吸附/等離子”復(fù)合式凈化設(shè)備改造，并加強(qiáng)對(duì)凈化設(shè)備的定期清洗維護(hù)，較凈化設(shè)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(duì)中型餐飲服務(wù)單位凈化設(shè)施進(jìn)行“動(dòng)態(tài)離心+靜電式+吸附/等離子”復(fù)合式凈化設(shè)備改造，并加強(qiáng)對(duì)凈化設(shè)備的定期清洗維護(hù)，較凈化設(shè)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(jié)論

①依據(jù)現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18483—2001），結(jié)合河南省餐飲業(yè)實(shí)際現(xiàn)狀，對(duì)有/無(wú)灶頭的餐飲服務(wù)單位進(jìn)行了規(guī)模劃分，選擇12家典型餐飲服務(wù)單位作為研究對(duì)象，在識(shí)別6個(gè)餐飲業(yè)污染物相關(guān)因子基礎(chǔ)上，通過相關(guān)性比較分析，最終選定油煙和非甲烷總烴作為餐飲業(yè)油煙指示污染物。

②凈化油煙顆粒物最常用的設(shè)施有靜電式和靜電復(fù)合式兩種類型，通過對(duì)6家餐飲服務(wù)單位排放油煙進(jìn)行取樣分析，靜電復(fù)合式凈化設(shè)施凈化率略高于靜電式，但都未超過90%，普遍低于實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證的油煙去除效率。

③通過對(duì)大、中、小型餐飲服務(wù)單位復(fù)合式凈化設(shè)備改造，正常工況下，餐飲服務(wù)單位油煙排放濃度在0.22～0.93mg/m3，滿足標(biāo)準(zhǔn)排放相應(yīng)限值1.0mg/m3和1.5mg/m3要求;大型餐飲服務(wù)單位非甲烷總烴排放濃度均在7.5mg/m3以下，中型餐飲服務(wù)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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