事業(yè)單位食堂油煙凈化系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)探討
——以國(guó)家圖書(shū)館為例

姜 曼 國(guó)家圖書(shū)館

前言

過(guò)去的很長(zhǎng)時(shí)間，大氣污染治理特別是餐飲油煙治理大多集中在油、氣味和顆粒物的去除上，很少關(guān)注油煙中的 VOCs，而VOCs作為餐飲油煙的重要污染源，政府對(duì)其治理要求也提上日程。我國(guó)“十三五”規(guī)劃中明確指出：“要在重點(diǎn)區(qū)域和行業(yè)控制 VOCs 的排放總量，截至 2020 年，排放量要降低 10%以上”。各地方政府紛紛響應(yīng)，2018 年，北京市也對(duì)油煙排放制定了最新標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)家圖書(shū)館員工食堂油煙凈化設(shè)備共有6組，排風(fēng)機(jī)6個(gè)，無(wú)排風(fēng)不暢現(xiàn)象。但是由于凈化設(shè)備陳舊老化、壞損等問(wèn)題，現(xiàn)有的食堂油煙凈化系統(tǒng)已無(wú)法滿足北京頒布的新的油煙凈化排放標(biāo)準(zhǔn)，為此國(guó)家圖書(shū)館積極響應(yīng)油煙凈化排放標(biāo)準(zhǔn)的提高和滿足員工食堂生產(chǎn)安全及改善就餐環(huán)境建設(shè)的需求，對(duì)原有凈化設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造。

一、項(xiàng)目概況

國(guó)家圖書(shū)館員工食堂凈化設(shè)備主要分布在地下一層和三層的機(jī)房和廚房天花板吊頂內(nèi)，地下一層廚房?jī)?nèi)共有 6個(gè)煙罩及 2套廚房排煙系統(tǒng)，三層廚房?jī)?nèi)共有 3個(gè)煙罩及 2套廚房排煙系統(tǒng)，使用的是油網(wǎng)煙罩、運(yùn)水煙罩+控制箱、排煙管+抽風(fēng)風(fēng)柜+凈化器等組合的方式凈化，員工食堂定期對(duì)油煙管道進(jìn)行維護(hù)和清洗。但由于凈化系統(tǒng)壞損失效或無(wú)前端凈化系統(tǒng)，油煙大部分吸附于煙罩、煙管、煙井表面，剩余的部分油煙、廢氣在抽風(fēng)風(fēng)柜作用下，被抽排于大氣中。造成煙罩、煙管、煙井、風(fēng)機(jī)、樓頂平臺(tái)每一處都嚴(yán)重積油，存在一定的安全隱患。

二、設(shè)計(jì)依據(jù)

(一)飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18483-2001)[1]

2001年，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局頒布飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)GB18483-2001，規(guī)定“排放油煙的飲食業(yè)單位必須安裝油煙凈化設(shè)施，并保證操作期間按要求運(yùn)行。油煙無(wú)組織排放視同超標(biāo)?！弊罡咴试S排放濃度限值為2mg/m3。

表1 飲食業(yè)單位的規(guī)模劃分

飲食業(yè)單位油煙的最高允許排放濃度和油煙化設(shè)施最低去除效率，按表2的規(guī)定執(zhí)行。

表2 飲食業(yè)單位的油煙最高允許排放濃度和油煙凈化設(shè)施最低去除效率

(二)飲食業(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范(HJ554-2010)[2]

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了飲食業(yè)單位選址與總平面布置、環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)的總體要求、油 煙凈化與排放、排水與隔油、噪聲與振動(dòng)控制、固體廢物控制要求等。

(三)飲食業(yè)油煙凈化設(shè)備技術(shù)要求及檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(HJT62-2001)[3]

該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了飲食業(yè)油煙排放檢測(cè)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法。油煙凈化設(shè)備進(jìn)出風(fēng)連接管道內(nèi)風(fēng)速應(yīng)小于20m/s，進(jìn)出風(fēng)連接管道各應(yīng)有一段4.5倍直徑(或當(dāng)量直徑)的直管段。

(四)相關(guān)法規(guī)2016年《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》

(五)北京市地標(biāo)

餐飲服務(wù)單位排放的油煙、顆粒物的最高允許排放濃度，油煙的最高允許排放濃度為1.0mg/m、顆粒物濃度為5.0 mg/m以及非甲烷總烴的限值為10mg/m。油煙和顆粒物限值于2019年1月1日起執(zhí)行，非甲烷總烴限值次年開(kāi)始執(zhí)行，具體的油煙標(biāo)排放濃度，應(yīng)符合表3的規(guī)定。

表3 大氣污染物最高允許排放濃度單位：mg/m3

三、廚房油煙凈化主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

(一)國(guó)家圖書(shū)館員工食堂油煙凈化設(shè)備現(xiàn)狀

1.現(xiàn)有系統(tǒng)工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積和空間大，浪費(fèi)空間。

2.現(xiàn)有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝成本高。

3.現(xiàn)有系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，耗費(fèi)的水電比較多，不節(jié)能；

4.現(xiàn)有凈化系統(tǒng)經(jīng)常堵塞，需定期清洗，一旦壞損，整套系統(tǒng)全部失效，后期維護(hù)使用成本高。

5.現(xiàn)有系統(tǒng)一個(gè)控制箱控制整組煙罩，不能根據(jù)灶頭對(duì)應(yīng)的煙罩單臺(tái)運(yùn)行，能耗高。

6.不符合北京市新地標(biāo)。

(二)凈化需求

1.除油煙、顆粒物

油煙中油煙及顆粒物粒徑大部分集中在 0.01μm—10μm之間，其中以對(duì)人體危害最大的 PM2.5居多，目前主流且成熟技術(shù)主要為高壓靜電原理設(shè)備，通過(guò)靜電吸附將油煙顆粒去除干凈。

2.除油煙異味

依據(jù)北京地標(biāo) DB11/T1488-2018，截至2020 年1月1 日，所有餐飲企業(yè)排放口非甲烷總烴濃度均應(yīng)小于 10 mg/m3。

3.在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)北京市海淀區(qū)大氣污染治理小組下達(dá)的指示，重點(diǎn)企業(yè)、事業(yè)單位食堂需安裝高效油煙凈化設(shè)施，確保達(dá)到北京市《餐飲業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》，安裝具有運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)警、記錄和查詢功能的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并納入監(jiān)控平臺(tái)。

(三)解決方案

首先，國(guó)家圖書(shū)館員工食堂的原凈化設(shè)備龐大且大多都放置在天花板的吊頂里，一方面吊頂里空間有限進(jìn)一步升級(jí)改造的可能不大，而且主機(jī)放置的位置已不符合新標(biāo)準(zhǔn)的放置要求，另一方面吊頂里線路繁多，如果改動(dòng)需要耗費(fèi)大量的人力物力；其次，國(guó)家圖書(shū)館是一個(gè)擁有2 000多員工和眾多讀者的服務(wù)單位，員工食堂承擔(dān)著保障員工和讀者就餐的任務(wù)，一旦停餐，給員工和讀者帶來(lái)很大不便。第三，員工食堂操作空間安排緊湊，沒(méi)有多余空間放置新的凈化裝置。綜合以上幾點(diǎn)，采用了復(fù)合工藝濕式液沫洗滌油煙凈化一體機(jī)來(lái)更換原有老舊設(shè)備，力求通過(guò)濕式液沫一體機(jī)的更換能提高油煙凈化效率達(dá)到北京市油煙凈化新標(biāo)準(zhǔn)。

1.濕式液沫洗滌油煙凈化一體機(jī)功能及結(jié)構(gòu)

(1)根據(jù)傳質(zhì)雙膜理論以多級(jí)微分化學(xué)反應(yīng)方式對(duì)油煙進(jìn)行碰撞、吸收、冷凝、過(guò)濾、反應(yīng)等工藝過(guò)程處理，高效凈化油煙。凈化效率達(dá)95%。

(2)設(shè)備油煙排放標(biāo)準(zhǔn)需符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)：GB-18483-2001；北京市地方標(biāo)準(zhǔn)：DB11/1488-2018。

(3)設(shè)備排出的污水符合《水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB44/26-2001第二時(shí)段一級(jí)最高允許排放濃度的要求。

(4)特級(jí)防火，設(shè)備前端具備防火設(shè)計(jì)，電控雙保護(hù)系統(tǒng)。

(5)單臺(tái)獨(dú)立控制，節(jié)能省電；按規(guī)范操作維護(hù)，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)管5年內(nèi)免清洗。

(6)匹配二級(jí)凈化：在高壓電場(chǎng)的作用下，油煙氣體、黑煙顆粒及臭味荷電分離并吸附與電極上，凈化效率可達(dá)到98%以上，低空直排目測(cè)無(wú)煙微味。

2.凈化原理說(shuō)明

濕式液沫洗滌油煙凈化一體機(jī)應(yīng)用最新設(shè)計(jì)原理-濕式液沫洗滌。內(nèi)含多級(jí)微分及化學(xué)反應(yīng)方式高效凈化油煙：

一級(jí)(如視圖標(biāo)注1)：烹飪過(guò)程中產(chǎn)生的油煙及顆粒物被油網(wǎng)均流并碰撞，將大顆粒的油煙分子攔截；

二級(jí)(如視圖標(biāo)注2)：進(jìn)入煙罩里的油煙氣體經(jīng)過(guò)網(wǎng)孔板，被密集水流冷凝，吸附，被二次攔截在網(wǎng)孔板下；

三級(jí)(如視圖標(biāo)注3)：設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)風(fēng)機(jī)負(fù)壓及堿性水流碰撞，腔體液沫形成，再對(duì)油煙進(jìn)行充分包裹吸收和化學(xué)中和反應(yīng)，綜合有效去除油煙氣體里的油煙分子、非甲烷總烴及顆粒物。

四級(jí)(如視圖標(biāo)注4)：通過(guò)導(dǎo)流層對(duì)剩余油煙進(jìn)行再次過(guò)濾。

五級(jí)：最后經(jīng)過(guò)低空靜電器，通過(guò)攔截吸附，對(duì)凈化過(guò)后的氣體再進(jìn)行深度凈化，去除油煙氣體里的微小顆粒物、非甲烷總烴。

3.設(shè)備安裝效果圖

4.濕式液沫洗滌油煙凈化一體機(jī)優(yōu)勢(shì)

(1)操作簡(jiǎn)便，節(jié)省空間。

(2)前端凈化，管道不積油，特級(jí)防火，放心運(yùn)營(yíng)。

(3)持續(xù)穩(wěn)定的凈化效果，不僅達(dá)標(biāo)排放，零污染，更讓廚師工作環(huán)境大大改善。

(4)每臺(tái)凈化設(shè)備可以單獨(dú)運(yùn)行，節(jié)省能耗。

(5)可低空直排，取消高空管道，讓建筑自然美觀。

(6)全不銹鋼機(jī)身，高雅亮潔，無(wú)易損件，無(wú)需專業(yè)清洗，保用8年以上。

5.排油煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量測(cè)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煙罩尺寸、灶眼數(shù)量等數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量，風(fēng)量計(jì)算如下(以地下一層廚房為例)。

按照煙罩長(zhǎng)度計(jì)算風(fēng)量：

廚房總風(fēng)量=煙罩長(zhǎng)度m*2 000m/h=30.6m*2 000m/h=61 200m/h；

按照灶眼數(shù)量計(jì)算風(fēng)量：

廚房總風(fēng)量=灶眼數(shù)量*2 000m3/h=23 個(gè)*2 000m3/h=46 000m3/h。

因此，綜合考慮，地下一層廚房排煙系統(tǒng)凈化器總風(fēng)量為 46 000—61 200m3/h，數(shù)量9臺(tái)。

(四)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

餐飲業(yè)的油煙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包含油煙凈化器開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)通訊及聲光報(bào)警反控模塊。在凈化設(shè)備下游管道安裝油煙在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)、凈化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警等，同時(shí)可以將實(shí)時(shí)排放、凈化數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)測(cè)平臺(tái)，方便員工食堂及環(huán)境監(jiān)測(cè)部門對(duì)油煙排放的控制和監(jiān)督。

四、結(jié)語(yǔ)

本文基于現(xiàn)行國(guó)家和北京市的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，主要探討了事業(yè)單位中員工食堂油煙凈化系統(tǒng)升級(jí)改造的設(shè)計(jì)問(wèn)題，主要包括根據(jù)單位實(shí)際情況選擇合適的油煙凈化設(shè)備、排風(fēng)機(jī)風(fēng)量測(cè)量、油煙排放量測(cè)算、排油煙管道的鋪設(shè)以及在線油煙凈化系統(tǒng)的安裝等。在進(jìn)行油煙凈化系統(tǒng)升級(jí)改造的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要符合國(guó)家和地方的排放標(biāo)準(zhǔn)，還要注意選擇合理的油煙量計(jì)算方法，在多種油煙凈化方案中，選擇最優(yōu)方案。