鄭 盼，張震斌，紀(jì)洪超，廖 翔，王 帥

(遼寧工業(yè)大學(xué)，遼寧 錦州 121001)

油煙氣凈化技術(shù)及發(fā)展趨勢分析

鄭 盼，張震斌，紀(jì)洪超，廖 翔，王 帥

(遼寧工業(yè)大學(xué)，遼寧 錦州 121001)

摘要：針對油煙氣污染問題，分析了油煙氣的組成及其對人體和環(huán)境造成的危害，闡述了國內(nèi)外油煙氣污染及治理現(xiàn)狀和當(dāng)下我國對油煙的法律法規(guī)，列舉了當(dāng)下常用的油煙凈化處理方法，如靜電法、吸附法、過濾法、液體洗滌法、慣性分離法、熱氧化焚燒法、催化凈化法、復(fù)合式法以及超重立法等的優(yōu)缺點(diǎn)，并對油煙凈化未來的發(fā)展方向做出了展望。

關(guān)鍵詞：油煙氣；環(huán)境污染；凈化技術(shù)；復(fù)合技術(shù)

收稿日期：2015-03-31

作者簡介：鄭盼(1992—)，女，河北保定人，土家族，遼寧工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生。

中圖分類號：X511

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：編號：1674-9944(2015)08-0247-03

Abstract:Aiming at the oil fume pollution， the article expounds the formation of oil fume and its harm to human and environment. Then the article reviews the oil fume pollution aboard and at home， the present control situation and laws of treating it in China. Several oil fume purification methods have been listed， such as electrostatic method， adsorption method， filtration method， liquid scrubber， inertia separation， thermal oxidation burning method， catalytic purification method， hybrid method and ultra-gravity method， etc. At last， the article prospects the direction of future development of oil fume purification.

1引言

自我國改革開放開始，國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，而第三產(chǎn)業(yè)的餐飲業(yè)也得到了迅速發(fā)展。然而隨著社會和科技的進(jìn)步與發(fā)展，大氣污染問題日益突出，這一問題也引起了物質(zhì)生活水平在逐步提高的人們的重視，而霧霾天氣的出現(xiàn)也使得國內(nèi)外學(xué)者開始探索問題原因的所在，夏芳記者在《霧霾殺手大調(diào)查餐飲業(yè)油煙占PM2.5比重達(dá)11%》報(bào)道中以北京為例，稱餐飲業(yè)油煙占PM2.5比重達(dá)11%[1]。由此可見餐飲業(yè)油煙問題是解決霧霾天氣的重點(diǎn)之一，而霧霾天氣的日益嚴(yán)重，也再次提醒我們油煙氣處理技術(shù)的研究和改進(jìn)是治理大氣污染工程中一個(gè)緊迫的重要內(nèi)容。

2油煙污染危害

中餐講究色香味意形五品，一直以美味著稱，烹飪過程多采用為煎炒溜炸等方法，因此會產(chǎn)生大量的油煙，油煙氣因人體不同會造成不同程度的傷害。油煙氣隨著呼吸進(jìn)入人體呼吸道，會引起食欲減退、心煩、精神不振、疲乏無力等癥狀，這在醫(yī)學(xué)上被稱作油煙綜合征。油煙氣對鼻、眼、咽喉等器官有刺激，還會導(dǎo)致肺部病變，出現(xiàn)哮喘、氣管炎等癥狀[2]。油煙中含有苯并吡致癌物，可誘發(fā)肺癌組織癌變。此外，未經(jīng)處理的油煙氣排放到大氣中，會加重大氣污染，加重治理大氣難度。

3國內(nèi)外油煙污染及治理現(xiàn)狀

隨著我國CPU的增長，作為第三產(chǎn)業(yè)重要組成的餐飲業(yè)迅速發(fā)展，目前，飲食業(yè)油煙污染在我國比較嚴(yán)重，特別是在一些大中型城市，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重，一方面是因?yàn)槿丝诿芗?，人們餐飲消費(fèi)需求增大，另一方面是因?yàn)槿藗儗τ谟蜔煔鈱Υ髿馕廴締栴}的忽視，未經(jīng)處理直接排放到空氣中，造成污染。國家環(huán)?？偩钟?000年實(shí)施《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)(試行)》并確定為強(qiáng)制性國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)[3]。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)絕大部分的餐飲單位采用的是風(fēng)機(jī)或抽油煙機(jī)，只是起到了一個(gè)搬運(yùn)工的作用，將未經(jīng)處理的油煙直接排放到大氣中，雖然保證了室內(nèi)空氣的質(zhì)量，但是對周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。國家雖然制定了油煙氣的排放標(biāo)準(zhǔn)，由于餐飲業(yè)情況復(fù)雜、管理困難，因此執(zhí)法力度不嚴(yán)，污染情況愈加嚴(yán)重。由于風(fēng)機(jī)和抽油煙機(jī)價(jià)格便宜，因此得到了廣泛使用。

然而，與中國餐飲業(yè)油煙污染情況比較，發(fā)達(dá)國家的情況并不嚴(yán)重，究其原因可以總結(jié)為高度發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)與文化教育上，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)經(jīng)過了中國現(xiàn)如今的階段，人們保護(hù)環(huán)境意識強(qiáng)烈，經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛。發(fā)達(dá)國家的餐飲業(yè)規(guī)模較大，一般情況都會安裝油煙處理裝置，不會直接排放到大氣中，而且國家對油煙氣排放的監(jiān)管力度也相當(dāng)大。加州南岸空氣質(zhì)量管制區(qū)制定了美國第一個(gè)油煙中顆粒物和揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的測試方法[4]。Maricopa縣參考加州南岸空氣質(zhì)量管制區(qū)的做法，也制定類似的控制飲食業(yè)油煙排放的標(biāo)準(zhǔn)[5]。

4油煙處理方法與技術(shù)

到目前為止，隨著對油煙氣污染問題的重視，國內(nèi)外學(xué)者對油煙氣分離技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了一定的研究，并取得了很好的成果，相繼開發(fā)出慣性分離、液體洗滌、吸附、靜電沉積、熱氧化焚燒、催化劑凈化等油煙凈化技術(shù)[6]。

4.1　慣性分離法

慣性分離技術(shù)的原理是油煙在慣性的作用下，使得有眼氣流運(yùn)動方向發(fā)生改變，從而使油煙氣中顆粒物質(zhì)脫離氣流，到達(dá)沉積面。根據(jù)這種方法設(shè)計(jì)出的設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，能耗較少，但是其去除效率較低，通常為50%~70%[7]，極易粘附，不易清理。目前這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)家庭使用的油煙機(jī)中。但隨著國家監(jiān)管力度的加強(qiáng)，這一方法的單一應(yīng)用已不再適用，應(yīng)作為預(yù)處理方法與其他技術(shù)聯(lián)合使用才能達(dá)到其作用。

4.2　液體洗滌法

液體洗滌法的原理是用吸收液吸收煙氣中的污染物，使其從氣相轉(zhuǎn)移到液相中，進(jìn)而使污染物得以去除。這種方法的關(guān)鍵在于吸收液對于油煙氣中的吸收效果，一般采用堿性的液體處理效果會好些，但濃度不宜過高，因?yàn)闀υO(shè)備造成腐蝕。還有吸收效果更好多組分吸收液，不僅可以吸收油煙氣，還會和油煙氣的一些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而達(dá)到去除效果。采用液體洗滌法的設(shè)備較簡單，去除效率高，不僅可以去除油煙中顆粒污染物，也可去除油煙中的SO2、CO2、NOX等廢氣[8]，但是使用過的吸收液，若處理不當(dāng)，將會造成二次污染，目前洗手液的處理方法尚未成熟，因此此技術(shù)未得到廣泛使用。日后改進(jìn)此方法應(yīng)該著眼于吸收液的改性和處理技術(shù)方面，達(dá)到大眾化、低污染效果。

4.3　吸附法

吸附法原理是利用吸附介質(zhì)(活性炭、脫脂雞毛等)吸附油煙中的污染物，從而達(dá)到效果。這種方法不僅能去除污染物，還對油煙的氣味有明顯的凈化作用，應(yīng)用這種方法的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，油煙去除率高達(dá)85%~95%[6]，但是設(shè)備剛運(yùn)行時(shí)效果好，隨著運(yùn)行時(shí)間的變長，油煙開始附著在吸附質(zhì)上，并且吸附層逐漸增厚，因此吸附能力逐漸下降，運(yùn)行阻力加大使得運(yùn)行費(fèi)用增加，到達(dá)一定程度還需要更換吸附質(zhì)，增加運(yùn)行成本，因此這種方法并未推廣使用。

4.4　過濾法

過濾法原理是油煙氣經(jīng)過由親油型高分子(濾布、纖維等)濾料制作的濾層，污染物被截留下來，從而達(dá)到過濾效果。其過濾效果與濾料性質(zhì)、濾速、功率素有關(guān)。其凈化率較高，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)高達(dá)80%~92%，但是過濾層很容易達(dá)到飽和，有噪聲產(chǎn)生，所以需要對噪聲進(jìn)行處理。這種設(shè)備還需經(jīng)常更換濾料，使得成本增加，且使用過后的濾料若不合理處理還會造成二次污染。

4.5　靜電法

靜電法原理是油煙在高壓電場中利用陰極發(fā)射的電子與空氣分子碰撞，使油煙顆粒帶電，在電場的作用下運(yùn)動到極板上，進(jìn)而被收集，達(dá)到油煙凈化的效果。應(yīng)用這種方法的設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是占地面積和運(yùn)行阻力、噪聲均比較小，油煙顆粒去除率高達(dá)85%~95%[6]，缺點(diǎn)是制作成本高，運(yùn)行能耗高，氣味無法去除。且極板的清洗技術(shù)還有待進(jìn)一步研究，也是今后的研究重點(diǎn)。

4.6　熱氧化焚燒法

熱氧化焚燒法的原理是利用熱推進(jìn)的氧化反應(yīng)，將油煙中有毒有害的成分轉(zhuǎn)化成無毒無害的物質(zhì)，達(dá)到油煙凈化作用。這種方法技術(shù)復(fù)雜，國外采用此種技術(shù)較多，油煙中物質(zhì)燃燒較完全，熱效率高，氮化物的排放較低，油煙凈化效率高。但設(shè)備成本及運(yùn)行、維修費(fèi)用較高，不適用于中小型的餐飲單位，適合大型油炸企業(yè)和餐飲業(yè)，是一項(xiàng)具有競爭潛力的技術(shù)，目前改進(jìn)的方向應(yīng)節(jié)約費(fèi)用和小型化，達(dá)到普及化。

4.7　催化氧化法

催化凈化法其原理是在一定溫度條件下，油煙在催化劑的催化作用將油煙物質(zhì)轉(zhuǎn)化成水蒸氣和二氧化碳，實(shí)現(xiàn)凈化功能。采用這種方法的設(shè)備成本價(jià)格高，在國外應(yīng)用廣泛，凈化效果好，并且能除去異味。適合于中小型餐飲單位及家庭。該方法今后的研究方向在于催化劑效能的提高和載體的改良等方面。

4.8　復(fù)合式法

復(fù)合法是將兩種或兩種以上的油煙處理技術(shù)復(fù)合到一起，使其達(dá)到一種效果好且高效的處理效果。常見的有慣性分離和靜電方法結(jié)合。因?yàn)槠涓咝?，符合中國的可持續(xù)發(fā)展的理念，今后復(fù)合法處理油煙將會是重點(diǎn)研究方向之一。

除此之外，仍處于實(shí)驗(yàn)階段的超重立法，其原理是集慣性碰撞、攔截效應(yīng)、擴(kuò)散效應(yīng)、離心分離、過濾分離、液體洗滌等機(jī)理于一體，可以成功實(shí)現(xiàn)油煙中的氣—液—固的分離，從而達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的凈化油煙的目的。但由于此方法尚未成型，故其關(guān)注度不高[9]。

5結(jié)語

在上述各種方法中，筆者認(rèn)為催化氧化法與復(fù)合法具有很大的研究潛質(zhì)，催化氧化法將污染物全無害化，復(fù)合當(dāng)今環(huán)境保護(hù)理念，也符合中國可持續(xù)發(fā)展政策，而復(fù)合法將兩種或多種方法有機(jī)結(jié)合在一起，其凈化的高效性滿足排放標(biāo)準(zhǔn)和人們的需求，隨著大氣環(huán)境的惡化，霧霾天氣的出現(xiàn)，人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，餐飲業(yè)的壯大所帶來的油煙污染問題亟待解決，中國政府應(yīng)向發(fā)達(dá)國家多加學(xué)習(xí)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，因地制宜，針對中國油煙特點(diǎn)，重視科研，研制適合中國的油煙凈化裝置；提高人們對于油煙污染的認(rèn)識；修訂油煙排放標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)法對于未安裝或安裝未使用油煙凈化裝置的餐飲單位以罰款與處罰。由于我國油煙凈化技術(shù)研究起步較晚，且如今大氣環(huán)境質(zhì)量備受政府和人們的關(guān)注，為改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，防止油煙對居民的危害，高效率低能耗的油煙處理技術(shù)和高效低耗、運(yùn)行穩(wěn)定的油煙霧處理技術(shù)已成為研究重點(diǎn)。

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Brief Discussion on the Oil Fume Purification Technology and Its Development

Zheng Pan， Zhang Zhenbin， Ji Hongchao， Liao Xiang， Wang Shuai

(LiaoningUniversityofTechnology,Jinzhou121001,China)

Key words: oil fume; environmental pollution; purification technology; composite technology