节能环保油烟净化设备的研发与应用

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  [摘 要]随着餐饮业的飞速发展,人民生活水平的不断提高,油烟污染日益严重。探讨分析油烟污染对环境和人体健康的危害,简要论述油烟的形成、主要成分以及目前国内外的油烟净化技术,研制开发高效节能环保油烟净化设备,为餐饮业的油烟污染治理提供推广和应用价值。
  [关键词]餐饮业 油烟 净化设备
  中图分类号:R6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)11-0390-03
  Development and Application of Energy Saving and Environmental Protection Lampblack Purification Equipment
  Wei Yuan1,Liu Xiaogang1,Zhang Hongbiao1,Fu Huagen2
  (1.Institute of quality inspection for products,Long Yan,364000,China;2.Xin Ran Energy Saving Technology Co.,Ltd.,Long Yan,364000,China)
  [Abstract]With the rapid development of the catering industry and the continuous improvement of people's living standards, the pollution of lampblack is becoming more and more serious. The harm of lampblack pollution to environment and human health were analyzed. The formation and main components of lampblack and the technology of lampblack purification at home and abroad were briefly discussed. The development of high-efficiency energy-saving and environmental protection lampblack purification equipment will provide promotion and application value for the catering industry lampblack pollution control.
  [Keywords]Catering Industry; Lampblack; Purification Equipment
  随着我国经济快速发展和城市化进程不断推进,人民生活水平也得到较大提高,餐饮服务业在城市经济发展中所占比重越来越大。餐饮业的飞速发展,繁荣城市经济,推动城市发展。同时也给环境带来严重污染。由于餐饮业油烟污染排放没有得到有效控制,大量未经过处理的油烟经过抽油烟机或者排风扇无秩序地排放到室外大气环境中,对周围居民的居住环境造成极大危害。餐饮油烟污染不同于“大而集中”的工业企业大气污染,具有“小而分散”的特征,且油烟污染多位于环境敏感区内,造成餐饮油烟污染的受害者众多。
  我国对餐饮业油烟污染十分重视,2000年修改的《中华人民共和国大气污染防治法》明确规定:城市饮食服务业的经营者,必须采取措施,防止油烟对附近居民的居住环境造成污染。2001年原国家环保总局正式颁布了中华人民共和国国家标准GB 18483—2001《饮食业油烟排放标准》,按照该标准要求所有餐饮业企业必须安装油烟净化设备,以期治理餐饮业油烟污染。2015年第十二届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议修订通过了新《大气污染防治法》明确要求排放油烟的餐饮服务业经营者应当安装油烟净化设施并保持正常使用,或者采取其他油烟净化措施,使油烟达标排放,并防止对附近居民的正常生活环境造成污染。
  近年,虽然油烟净化技术及设备的研究取得了一定进展。但仍然缺乏高效实用的油烟净化技术和设备。餐饮业油烟污染形势依然严峻,结合我国目前实际情况,研发稳定高效、经济实用的油烟净化技术和设备,具有重要意义。
  1、餐飲业油烟污染对环境的影响
  我国饮食种类丰富,烹饪方式繁多,相对于西餐等其他形式,烹饪时产生的油烟浓度较高,具有自身的复杂性和特殊性。目前,国内餐饮业采用的油烟净化设备大多技术水平不高,投资成本较低,势必对环境造成严重污染。餐饮业油烟污染对环境的影响主要体现在以下几个方面:
  1.1 油烟污染
  油烟主要指食物煎炸、烧烤等加工过程中挥发的油脂、有机物及其加热分解或裂解产生的碳氢化合物。值得注意的是碳氢化合物中有少量的醛类(甲醛、丙烯醛)和多种芳香烃(苯并芘),其中甲醛与丙烯醛对眼、鼻和呼吸道黏膜有刺激作用,可引起结膜炎、支气管炎等症状,芳香烃中的苯并芘是一种强致癌物质。
  1.2 噪声污染
  餐饮业噪声来源主要是鼓风机和排风扇。居民楼下餐饮户发生的热污染和震动污染给楼上住户的干扰和影响也不可忽视。而鼓风机和排风扇产生的震动也会令人烦躁不安,难以休息。
  1.3 垃圾污染
  餐饮业垃圾主要指剩饭、剩菜、泔水等。目前大多数餐饮垃圾没有专门处理机构,主要被一些养猪户收集作为饲料喂养“垃圾猪”。餐厨垃圾由于在储存、运输过程中暴露在空气中,微生物、细菌大量繁殖,而用餐厨垃圾作为饲料喂养的“垃圾猪”对人类健康危害很大,被专家认为“人畜共患疾病”的无形杀手。同时,餐厨垃圾中的废弃油脂被一些不法商贩回收提炼制成潜水油,掺入食用油中出售,这种油含有大量致癌物质,其中剧毒黄曲霉素是目前发现最强的化学致癌物质。这将严重危害广大人民群众的身心健康,威胁人民群众生命安全。   1.4 废水污染
  餐饮业的发展必然带来餐饮业污水对环境的危害。餐饮污水一般经两种渠道排出。一种是进入城市污水管网,由于含油脂较高,废油与残渣结合,在下水道中相互结成团块,附着在管道壁上,造成城市管道逐渐变小,排水不畅,直至下水管道完全堵塞,污水外溢。另一种是排入自然水体,由于大量使用洗涤剂,餐饮废水中一般化学需氧量和阴离子洗涤剂都要超标,排入自然水体后势必造成更大污染,降低水体自净能力,造成水体富营养化。
  2、餐饮业油烟污染对人体健康的影响
  烹调油烟含有多种有毒化学成份,如苯并芘和二苯并葸、甲醛等含有致癌、致癌引发剂和原生毒物。在高温下形成大量的自由基和脂质过氧化物,且脂溶性高,较易进入血液循环,对机体具有肺脏毒性、免疫毒性、致癌致突变性等,对人体的危害主要体现在以下几方面:
  2.1 吸收毒性
  吸收油烟会使肺部和呼吸道受到一定的损伤。100例志愿受试者吸入菜籽油烟2min后,受试者出现呛咳、胸闷、气短症状,肺功能测定显示气道收缩,呼吸阻力增加。
  2.2 致突变性
  烹调油烟中存在着能引起基因突变、DNA损伤、染色体损伤等不同生物学效应的细胞遗传性物质。
  2.3 致癌性
  烹调油烟中的一些致突变物同时也具有致癌性。厨房空气颗粒物中含有较高比例的苯并芘,在可吸入尘中苯并芘的含量高达112.7ng/mg,而苯并芘是已知致癌物。
  2.4 免疫毒性
  多数研究发现,烹调油烟能影响有机体的细胞免疫、巨噬细胞功能、抗肿瘤效应、免疫监视功能,从而使免疫功能下降。
  2.5 生殖毒性
  油烟会干扰精子的产生与成熟,并可能对后代造成不良影响。油烟对人体健康的影响与烹调温度、油品种类、食物种类和烹调方法、接触时间等因素密切相关。
  3、油烟的形成和主要成分
  3.1 油烟的形成
  食用油在烹调温度到达170℃时开始分解,开始形成小油滴,直径在10-3cm以上;烹调温度到达270℃以上时开始气化,形成微油滴,直径为10-7~10-3cm。食品加入到油中以后,食品中的水分最先膨胀形成雾,并与油烟形成的油雾以及燃料热分解形成的烟尘混合在一起,构成了肉眼可见的油烟雾。因此一般来说,所指的油烟主要是由直径为10-3 cm 以上的微小油滴组成的。
  3.2 油烟的主要成分
  根据餐饮油烟的产生过程可以看出,油烟是一种成分非常复杂的由气、固、液三相混合而成的气溶胶,并且会随着食品种类和烹调条件的变化而改变。高温条件下,食用油和食品中的脂质会进行热氧化分解,反应过程中产生的中间或终产物之间也会因相互作用而发生二次反应。
  我国餐饮业所产生的油烟浓度和成分都远多于西餐烹饪习惯或日式烹饪和快餐。我国烹饪习惯的温度高、油量大,同时加入各种配料,在高温环境下各种配料和食材都会发生不同的化学反应,会产生大量脂肪酸、烷烃、烯烃、醛类、羧酸类、固醇类、多醇类等中间产物,以及具有严重致癌能力和细胞毒性的苯系物、多环芳烃类等,是室内挥发性有机物(VOCs)的主要来源。水汽与油烟及颗粒物结合形成气溶胶,是室内空气主要污染物,长时间吸入油煙,会引起眼睛、呼吸道粘膜、皮肤的各种症状,如流泪、咳嗽、支气管炎、皮肤组织老化等,甚至损伤肺部组织细胞引发肺癌,具有对人体造成危害的潜在毒性。
  4、 餐饮业油烟净化技术
  4.1 国外油烟净化技术
  西餐或日式料理的烹饪方法所产生的油烟成分较我国烹饪方法所产生的油烟,具有浓度相对较低,成分相对简单的特点,故较多地采用热氧化焚烧法或催化氧化燃烧法将油烟转化成安全状态,从而消除污染和异味。但上述方法技术难度和危险性较大,净化环境要求和能耗高,家庭和小规模酒店难以应用。
  4.2 国内油烟净化技术
  我国普通家庭厨房广泛采用的吸油烟机的工作原理为多叶轮旋转产生负压,将油烟吸入油烟机,通过滤网机械式过滤留下油滴和大颗粒,剩余油烟通过烟道直排入大气环境中。故只是将室内油烟污染转移至室外环境,仍对大气产生容量负担及污染,不能称其为净化方式。针对我国餐饮业油烟浓度高、成分复杂的特点,我国普遍采用的几种油烟净化技术如下:
  4.2.1 机械物理法
  机械物理法是应用过滤、惯性碰撞、吸附或其他机械分离原理去除油烟的方法。惯性碰撞法是在油烟通过格栅、网罩或叶轮时改变气流方向,从而使油烟颗粒与气流分离。此法多用于油烟初步净化,净化效果差,产生大量油垢,但成本低廉,方法简单,维修方便。
  过滤及吸附方式多采用亲油性的高分子复合材料作为滤料,孔隙密度高,配合活性炭等吸附性高的纤维材料进行油烟的过滤,此法初期过滤效果明显,能较高效去除颗粒物和VOCs,但会增加净化设备本体阻力,从而提高能耗,且需定期更换滤料,运行成本大大增加。
  4.2.2 高压静电法
  高压静电法是应用静电沉积去除油烟的方法。油烟被引入极板间的高压电场后,油滴和颗粒物进行荷电,在电场力、重力的作用下向集尘极板运动,从而实现净化分离。此方法设备体积较小,净化效率较高,但设备成本、维护费用较高,烟气异味无法清除,放电极板间会产生臭氧,极板易沉积油垢,降低荷电能力,后期难于清洁。
  4.2.3 湿式喷淋法
  湿式喷淋法是应用水膜、喷雾、冲击等液体吸收原理去除油烟的方法。此法将吸收净化液通过喷淋装置形成液膜或液雾,增加吸收液与油烟的接触面积,将污染物从气相向液相转化,进行吸收和净化。湿式喷淋法对异味和气态化学物如SO2、NOX等有较高的处理效果,并且降低了油烟温度,进一步提高了净化效率。但净化过程耗水、耗电、耗药剂,废液会造成二次污染,循环利用又易造成喷嘴堵塞,设备庞大,对场地要求高。   4.2.4 复合净化法
  复合净化法是采用两种或两种以上净化方式,通过组合方式共同进行油烟净化的方法。复合式处理方法兼顾各种方法的优点,合理规避各种方法的不足,确保较高的油烟净化效率,而组合成性价比较高的油烟净化设备。但复合式净化方法往往设计复杂,循环流程冗长导致占地面积增大,安装和后期维护都较繁复,所以开发新型净化方法,提高净化效率,降低能耗,减小占地面积成为今后控制油烟污染的研究重点。
  4.2.5 湿式电晕等离子法
  湿式电晕等离子法是在传统静电法基础上发展起来的高效油烟净化方法。此法由设备供水系统连续供水,水滴被自由电子和离子进行电流体动力学雾化形成高度雾化的水雾,油烟颗粒同时通过静电凝结和动力凝结并被雾化荷电液滴捕获,并形成较大颗粒富集于收集极板。且放电极雾化电晕放电产生的等离子体可去除一定的气态污染物及一定程度的气味。另外,此法因为收集电极表面沉积的雾化液滴,其流动性强,避免了油垢沉积,相比传统静电法大大简化了后期维护和清洗成本。但此法对设备要求高,放电极电流强度、雾化装置流量及水滴雾化直径都直接影响荷电和捕集效率,且原理复杂,很难达到最优的净化效果。
  5 、高效节能环保油烟净化设备的研制
  结合上述国内外油烟净化技术,我们研制了高效、经济实用的节能环保油烟净化设备,如图1所示。烹饪时产生的油烟,随风机产生的气流,在烟罩入口处首先接触净化网盘,高速旋转的净化网盘将烟气中的油蒸汽颗粒、水蒸汽颗粒、纤维物、胶状物等有效拦截,网盘高速旋转产生的离心力,随即将被拦截物甩入拉伸筒挡油区的桶壁上,然后流入接油盘,再经烟罩导油槽流入接油盒被收集。净化后的气体则穿过网盘,进入排风管道。经过装有高效除烟箱装置的过滤器进一步将净化后气体中残留的极少量固态微尘吸附,使最终净化后的气体成无色状气体,最后经过排风风机、管道出口排入大气,其原理如图2所示。
  该高效节能环保油烟净化设备是烟罩式油烟净化机复合高低压静电除烟器为一体的油烟净化设备,可达到低空无色排放目的。主要包括油烟净化系统和排烟系统。其中,油烟净化系统结构主要有:不锈钢烟罩、油烟分离器、分离器电机、接油盘、电器接线盒等组成。排烟系统结构主要有:双净化式油烟净化机、均流汇合管、排风风机、排风管道、消音箱、用电控制箱等,净化工艺流程如图3所示。
  通過对该高效节能环保油烟净化设备进行测试表明,油烟回收率高达95%以上,烟尘除去率98.9%,异味除去率达80%以上,可完全实现低空无色达标排放。经对设备的运行观察,净化网盘和高效除烟箱三个月左右需清理一次,以保证设备的净化效率。
  6 、结束语
  餐饮业油烟对环境及人体健康均带来极大危害,随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,餐饮服务业在城市经济发展中所占的比重越来越大,油烟污染也被进一步扩大,如何有效地控制油烟排放具有重要的意义。传统的油烟净化技术都具有自身的优缺点,本研制的高效节能环保油烟净化设备可极大地简化油烟净化工艺,降低能耗,提高净化效率,而且节约占地面积,降低成本,运行稳定,操作维护方便,可满足各类型餐饮服务业的油烟净化要求,具有较好的推广和应用价值。
  参考文献
  [1] 贾随堂,李舒,汤力同,等.实用高效的油烟净化技术及设备[J].环境污染治理技术与设备,2OO3,4(2):91-94.
  [2] 赵建伟,许德玄,李晓军.饮食业油烟污染与治理技术现状[J].长春工业大 学学报,2007(28):142-145.
  [3] 叶琳,孙志伟.烹调油烟对健康危害的研究进展[J].中国公共卫生,2003,19(5):620-622.
  [4] 冯铁成,易红宏,唐晓龙,等.餐饮油烟污染及其净化技术研究进展[J].现代化工,2017,37(3):20-23.
  [5] 张秀东,刘有智,樊光友,等.餐饮业油烟净化技术发展及研究现状[J].工业安全与环保,2010,36(4):36.
  作者简介
  魏源(1983—),男,硕士研究生,中级工程师,主要从事空气污染治理产品的质量检验和空气污染治理技术的研发。
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