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河南省餐饮油烟污染监测解决方案
更新时间:2023-07-06   点击次数:216次

      当前,雾霾天气在全国蔓延,以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、挥发性有机物(VOCs)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出,餐饮业的废气排放对城市空气污染的贡献率不断上升,损害人民群众身体健康,影响社会和谐稳定。

      河南省是全国人口大省,餐饮业在第三产业服务业中一直占据重要的地位。河南省餐饮服务单位主要以量大、面广的中、小型餐饮服务单位为主,由于大部分餐饮服务单位位于人口密集度高的生活区或商业区,油烟和气味问题一直以来是居民投诉的焦点。文献【1】研究表明,餐饮业油烟污染物是细颗粒物 PM2. 5 和 VOCs 的主要来源之一,对空气质量及灰霾天气有一定影响作用。如何有效治理油烟污染已经成为社会热点议题,加强对餐饮油烟污染的治理已刻不容缓。

1 河南省餐饮业分布特征

      近年来,随着国家政策和行业法规的引导和规范,河南省餐饮业呈现稳健的发展态势,在国民经济和服务业中处于重要地位。

      河南省颁发餐饮服务许可证的餐饮服务单位规模类别上,主要以中小型餐饮为主,大型和特大型餐馆占比较小,另外,河南省单位食堂主要包括学校食堂、机关企事业单位食堂、工地食堂及其他食堂的占比达到13.28%。郑州、驻马店、洛阳、南阳、信阳等地区的餐饮服务单位数量较多,鹤壁、漯河、济源、三门峡等区域的餐饮服务单位较少。见图1。

图1

2 餐饮业油烟污染物组成

      文献2~3研究表明,餐饮业油烟污染物主要包括颗粒物和气态有机物,餐饮业排放的颗粒物粒径在0.010~10μm间,主要为细粒子,包括PM2、PM10 和TSP,不同菜系烹调方式和原料影响颗粒物的组成;油烟污染物中VOCs组分复杂,主要组成部分为烃类物质和含氧有机物,其中苯系物、烷烯烃和酮类含量多。特征物质有甲苯、二甲苯、乙苯、丙酮、丙烯等。

3 餐饮业油烟污染物控制指标选取

       在选择餐饮业油烟污染物控制指标时主要从环保政策、环境监测与监管、指标替代性等几个方面进行分析。

3.1 环保政策

      根据《大气污染防治行动计划》、《“十三五"生态环境保护规划》、《河南省蓝天工程行动计划》、《河南省大气污染防治攻坚战实施方案》,国家及河南省在"十三五"期间提出了加强餐饮业油烟污染物特别是挥发性有机物的治理。目前参与国家标准修订研究的北京、深圳等环境科学研究机构在制定地方标准时均增加了挥发性有机物的控制因子,基于地方标准制定上要严于国标,该研究在指标制定过程中,在国标监控因子油烟的基础上,增加挥发性有机物的排放限值,能更有效的加强餐饮业油烟污染物的监督管理,更好的落实国家及河南省“十三五"环保政策。

3.2 环境监测与监管

      餐饮油烟气态污染物中的VOCs成份较多,根据相关分析,多达300多种物质,没有统一的监测标准,也不利于监管。非甲烷总烃对VOCs有较好的指示作用,有相应的监测方法和浓度限值要求,方便监测和监管。

3.3 指标的可替代性

      颗粒物:为了解餐饮油烟与颗粒物的相关性,文章对河南省郑州市的代表性餐饮服务单位在中午和晚上用餐高峰期进行了油烟污染物的采样及监测。对每个餐饮服务单位进行油烟采样及监测,油烟浓度与颗粒物浓度之间为线性关系,相关性较高。见图 1。

图 1

      由图1可见,油烟净化设施可以较好的去除颗粒物,包括 PM2. 5,选择油烟因子可以作为PM2.5 的污染控制指标。

      气态污染物: 根据对代表性餐饮服务单位油烟气态污染物 VOCs 和非甲烷总烃进行采样及监测,油烟气态污染物 VOCs 和非甲烷总烃监测数据的相关性较高,见图 2。

图 2

      由图 2可见,油烟气态污染物的非甲烷总烃对 VOCs 有较好的指示作用,可替代性较好,选择非甲烷总烃作为油烟气态污染物 VOCs 的控制指标。

      综上分析,从环保政策要求、监测与监管便利性、指标替代性3个方面分析,餐饮业油烟污染物控制指标初步确定为:油烟和非甲烷总烃,见表1。

4 餐饮业油烟污染物排放限值的确定

4.1 餐饮油烟排放限值确定

4.1.1 实测数据分析

      文章对河南省郑州市的代表性餐饮服务单位进行了油烟污染物的采样及监测,监测餐饮店涉及了豫菜、川湘菜、西式快餐、烤肉店、学校食堂、酒店宾馆、火锅店、大盘鸡店、烩面馆等,体现了河南省的餐饮特色,具有较好的代表性。监测的餐饮服务单位全都采用静电式或静电复合式的油烟净化设施。将检测的油烟污染物的实际排放浓度折算成单个灶头基准风量时的排放浓度,更有利于不同餐饮服务单位污染物排放浓度的对比。餐饮油烟基准浓度排放情况,见表2。

      根据不同类型餐饮服务单位的油烟污染物监测情况,餐饮服务单位油烟经净化处理前的基准浓度范围为2.88~31.89mg/m³,平均油烟初始浓度变化范围较大,平均值为11.81mg/m³。经油烟净化设施治理后油烟基准浓度范围0.91~7.56mg/m³,平均值为2.62。餐饮服务单位的油烟净化效率范围在56.7%~90.1%之间,平均值为76.0%。

4.1.2 对比国内相关研究

      文中采样监测的餐饮服务单位均安装有油烟净化设施,如快餐店、烤肉店定期对餐饮油烟净化设施进行维护,净化效率较高,能达到85%以上;部分餐饮服务单位油烟净化设施的污染物去除效率较低,不足80%,经调查分析原因主要是油烟净化设施缺乏有效的清洗维护,导致去除效率逐渐下降。根据文中监测结果,并结合深圳市环境监测中心、广东省标准化研究院及上海市环境监测站对餐饮油烟污染物的监测数据来分析不同类型餐饮服务单位的油烟污染物监测情况【4-3】,在净化处理前油烟浓度范围为2.88~31.89mg/m³,平均值为10.15mg/m³,因此,统一基准值便于分析研究,文章确定净化处理前油烟平均基准值为10mg/m³,与深圳、上海等地方标准确定的净化处理前油烟平均基准值相持平。

4.1.3 油烟排放限值确定

      综合国内不同地区对餐饮油烟浓度的监测结果,净化处理前的油烟平均基准值为10.0mg/m³,油烟去除效率按85%、90%两个级别,经净化处理后餐饮服务单位的油烟排放浓度预计分别能达到1.5、1.0mg/m³;同时考虑河南省大气环境质量污染防治目标与压力以及餐饮服务单位实际情况,文章确定:在现行国标基础上适当加严餐饮服务单位的油烟排放限值,保守取值确定小型餐饮服务单位油烟排放限值执行1.5mg/m³;中、大型餐饮服务单位油烟排放限值执行1.0mg/m³。

4.2 非甲烷总烃排放限值确定

4.2.1 实测数据分析

      通过对郑州市的代表性餐饮服务单位排放非甲烷总烃的采样及监测,将检测的非甲烷总烃实际排放浓度折算成单个灶头基准风量时的排放浓度,具体排放浓度,见表3。

      根据不同类型餐饮服务单位的非甲烷总烃监测情况,餐饮服务单位非甲烷总烃的实测浓度范围为3.54~18.0mg/m³,折算成单个灶头基准风量时的基准浓度范围为3.59~40.2mg/m³,平均值在18.07mg/m³左右。

4.2.2 非甲烷总烃排放限值确定

      在非甲烷总烃基准浓度方面,根据该次现状监测结果,并结合北京市环境监测中心站、深圳市环境监测中心站对不同类型餐饮服务单位的非甲烷总烃监测情况,确定餐饮业污染物非甲烷总烃未经净化处理前的浓度范围为1.53~72.50mg/m³,平均浓度17.42mg/m³。该研究考虑到非甲烷总烃属于新增指标,且排放浓度水平差距非常大,保守确定非甲烷总烃基准浓度为20mg/m³。

      在技术可达性方面,目前研究表明工业的VOCs的比较有效的净化方式为活性炭吸附、UV 光解、低温等离子等技术,处理效率分别为50%~60%以上,现有的油烟净化技术与VOCs净化技术进行集成,如机械过滤式+静电+吸附/UV光解/低温等离子的复合技术,对VOCs的净化效率比较稳定,可确保对VOCs处理效率稳定达到60%以上,因此,以非甲烷总烃净化效率取60%,经净化处理后非甲烷总烃排放浓度可达到8mg/m³,保守起见该研究确定非甲烷总烃允许排放浓度为10.0mg/m³;同时,鉴于河南省小型餐饮服务单位数量大、范围广,增加非甲烷总烃后需改进净化设施,对小型餐饮服务单位影响较大,因此考虑对小型餐饮服务单位不设置非甲烷总烃指标。新增该指标的浓度限值是为了推动油烟净化设施生产企业由单纯的油烟净化向着油烟和VOCs协同净化的方向发展,标准先行,以引导行业企业自主研发,并为企业研发指明方向。

5 油烟污染物控制措施要求

      文章对餐饮油烟净化设备的使用、安装和运行维护也提出了相应要求。

5.1 为使餐饮服务单位安装符合要求的油烟净化设备,且安装油烟净化设备后能满足该研究油烟排放要求,规定“餐饮服务单位要安装净化设施,并设置集气罩、排风管道和排风机。未经任何净化设施处理排放油烟污染物的餐饮服务单位视同超标排放"【6】;

5.2 为防止餐饮服务单位不及时清洗维护而造成的设备净化效率下降,提出“餐饮服务单位的集排气系统和净化设施应定期维护保养,并做清洗和更换维护记录,保留台账备查。"为环境保护部门现场检查、判断企业是否存在违法的行为提供依据;

5.3 在线监控是环保行业的趋势,对于大型餐饮服务单位的环保设施管理应更加规范,提出“大型餐饮服务单位应安装净化设施在线监控系统"。

6安科瑞餐饮油烟监测云平台解决方案

      AcrelCloud-3500餐饮油烟监测平台可对餐饮点位进行不间断的数据跟踪与统计分析,在发生油烟浓度预警时,信息可多种途径及时通知相关单位处理,确保油烟等污染物的正常排放,让超标浓度无处可藏,防患于未然。针对各餐饮点位安科瑞通过加装多种产品可以进行检测,主要有ACY100型号餐饮油烟监测设备,外加装电流互感器及温湿度探头。

      餐饮油烟监测平台GIS地图采集餐饮油烟处理设备运行状态和油烟排放的浓度数据,自动对超标排放及异常企业进行提示预警,监管部门可迅速进行处理,督促餐饮企业整改设备,并定期清洗、维护,实现减排环保,不扰民等目的。

      现场安装油烟在线监控仪,实时监测排烟烟道内的油烟、颗粒物和非甲烷甲烷总烃等浓度,同时对油烟净化器和风机的运行电流和开关状态进行监测,一旦排放超标,系统会发出告警信息。

      系统结构图如下:

7 平台主要功能

    系统拓扑图如下:

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7.1首页

企业

显示接入的企业数,监测点位数;

AQI天气

实时AQI天气状况;

告警率、超标率、在线率

显示告警企业数量,告警率,包括超标、在线率统计;

地图点位统计

按接入企业GIS,在地图展示。

7.2 大屏展示

      该页面通过分仓形式将云平台系统的所有基本信息全部展示在大屏上,主要包含了项目总览,企业隐患排名,报警信息列表,监测点位以及报警统计,监测点位地理位置,工单任务统计等。

7.3 实时监控

      系统可进行监测点的筛选,点击每个监测点信息,可以看到实时数据和24小时数据变化曲线。并且可以看到监测节点的历史告警信息。

      实时监测数据包括油烟净化器和风机的运行电流,油烟浓度、颗粒物浓度和NMHC浓度等信息。

实时状态列表

      系统对当前点位进行数据列表统计,对采集的实时数据汇总,分析其运行状态,预警范围等。

运行工况

      实时监测数据包括油烟净化器和风机的运行电流,根据电流数值来判断当前进化器的运行状态,包括失联、停机、运行等状态,结合运行数据曲线,更加方便直观。

7.4 隐患管理

      后台根据测点设置的浓度阈值在隐患巡查中产生对应的报警信息,并在首页进行铃铛和语音提示;

      企业用户对隐患进行确认,确认工单派发对象,工单截至期限,以及工单任务描述 ;

       运维人员确认工单内容并对隐患进行处理,填写处理结果详情,上传现场图片等附件或进行二级派发;

      相关企业用户可在“隐患记录"页面来确认对应隐患信息的处理进度,包括是否处理、是否派发;

7.5 统计分析

超标分析

      对相关的采集数据油烟、颗粒物、NMHC数据进行关联分析,对超标的种类、企业进行饼状图的展示,同时对报警企业进行排名,根据排名情况对相关企业进行数据和运行状态的分析评价。

历史数据

      支持对数据进行年、月、日筛选查询,自定义日期筛选数据,相关数据支持Excel表格导出,便于后期数据的校验和排查。

设备维护

      设备需要定期清洗、维护和更换滤芯。

7.6 统计分析

用户分析报告

      用户分析报告模块,将企业目前的告警进行汇总,支持模板的Word导出,具体的模板内容可根据客户需求实现定制化设计。

在线时长分析

      企业在线时长报告模块,将企业目前监测仪的在线时长,失联时长,风机、净化器的在线、离线时间进行汇总,以折线图、雷达图的形式展示。

7.7 设备清洗维护

      设置企业检测仪定期的清洗、更换计划,包括维护监测点位的安装时间,上一次清洗时间,以及下一次的维护周期,对应的负责人等信息,清洗前/后照片对比。

7.8 视频功能

     支持餐饮点位“一点一视频"的接入模式,在餐饮污染排放点位安装摄像头。

支持:

1)视频实时预览监测

2)历史视频回放功能

8 系统硬件配置

类型

设备型号

图片

功能

Acrelcloud-3500 警饮油烟监测云平台

Acrelcloud-3500

餐饮油烟监测云平台采集餐饮油烟处理设备运行状态和油烟排放的浓度数据,自动对超标排放及异常企业进行提示预警,监管部门可迅速进处理,督促餐饮企业整改设备,并定期清洗、维护,实现减排环保,不扰民等目的。平台部署于阿里云服务器接收、统计、存储、展示数据,向管理人员提供WEB移动端APP访问,管理者可使用网页、手机APP 等形式应用平台功能。

油烟监控仪主机

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油烟监控主机,支持4路交流电流测量、4路模拟量输入、4路开关量输入、2路开关量输出、4路RS485、2路DC9V电源输出;支持1年的监测数据存储;支持RS485通讯;支持IP65

油烟监控仪耗材

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温湿度测量模块,测量烟气温湿度

油烟监控仪耗材

ACY100-FF

过滤烟气的组件,在探头前端过滤烟气中大的漂浮物

9 结论

      河南省餐饮业的发展,需要进一步加强餐饮业挥发性有机物的排放管理,加严餐饮业油烟污染物的排放限值,使用新手段新科技监测油烟数据,从而促进河南省油烟污染物的减排,促使河南省蓝天行动计划和大气污染防治攻坚战目标的实现,促进区域经济与环境的协调发展。

参考文献

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[3]林立,何校初,邬坚平,等.上海餐饮油烟污染特征研究 [D].环境科学与技术,2014,37(120):546-549.

[4] 彭竞,肖乡.广州市饮食业油烟污染状况及其对空气质量影响分析调查[J].化工管理,2016,4(3):115-117.

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[9] 安科瑞企业微电网设计与应用手册 2022.05

[10] 安科瑞油烟监测平台宣传册 2020.01


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