河南省餐饮业油烟指示污染物筛选及其防治技术研究

孔德芳 陈涛 孙鹏 梁亦欣

摘 要：本文结合河南省餐饮业实际现状，对有/无灶头的餐饮服务单位进行了规模划分，通过相关性比较分析，最终选定油烟和非甲烷总烃作为餐饮业指示污染物，并对6家餐饮服务单位排放油烟进行取样分析。结果表明，静电复合式净化设施净化率略高于静电式，但都未超过90%;复合式净化设备正常工况下，餐饮服务单位油烟排放浓度在0.22～0.93mg/m3，满足标准排放相应限值1.0mg/m3和1.5mg/m3要求;大型餐饮服务单位非甲烷总烃排放浓度低于7.5mg/m3，中型餐饮服务单位非甲烷总烃排放浓度低于8.2mg/m3，去除率较单一净化设备提高了60%以上。

关键词：油烟污染物：指示污染物;餐饮业;防治技术;标准限值

中图分类号：X511 文献标识码：A 文章编号：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

随着我国经济飞速发展和人民生活水平不断提高，属于第三产业的餐饮业快速发展，已成为城市生活的重要组成部分[1]。餐饮油烟是气、液、固三态的混合物，成分包括总碳氢（THC）、臭氧前体物（VOCs）、气味物质和细颗粒物（PM2.5）[2]，其具有间歇性、暴发式排出的特点。相关研究表明，餐饮油烟是细颗粒物PM2.5的主要来源之一，未经处理直排到大气中会造成严重污染，与工业废气、机动车尾气共同构成现代城市大气污染的“三大杀手”，对人类生命健康安全造成极大威胁[3-6]。

河南省是全国人口大省，餐饮业在第三产业中一直占据重要的地位。2016年，全省餐饮住宿业营业额2 460.48亿元，较2015年增加12.5%，占全省GDP总量的6.08%，占全省第三产业GDP的24.5%[7]。餐饮业油烟排放已成为河南省大气污染的一个重要来源。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[8]。

为了切实解决河南省油烟扰民问题，提升河南省大气环境质量，确保餐饮业的油烟净化设施正常运行，减少油烟排放给居民环境带来的污染，亟待加强餐饮业特征污染物识别和污染防治技术研究。

1 研究对象

1.1 餐饮業规模划分

结合现行国标《饮食业油烟排放标准》（GB 18483—2001）[9]，按照基准灶头数对餐饮服务单位的规模进行划分，将河南省餐饮服务单位规模划分为大、中、小型三级，并按有/无灶头确定具体划分参数。

1.1.1 有灶头餐饮服务单位规模划分。针对有灶头的餐饮服务单位，参照国标《饮食业油烟排放标准》（GB 18483—2001）[9]的相关划分原则与要求，根据基准灶头数划分其规模大小，基准灶头数按灶的总发热功率或排气罩灶面投影总面积折算。餐饮服务单位每个基准灶头对应的发热功率为1.67×108J/h，对应的排气罩灶面投影面积为1.1m2，划分参数如表1所示。

1.1.2 无灶头餐饮服务单位规模划分。对于无灶头的餐饮服务单位，当灶的总发热功率和排气罩灶面投影面积无法获得时，按经营场所就餐座位数量折算基准灶头数，再进行规模划分。划分参数如表2所示。

1.2 研究对象选择

依据全面性、科学性、代表性的原则，本研究在充分参考借鉴国内相关研究的基础上，选择河南省不同区域的12家典型餐饮服务单位（豫菜馆、学校食堂、宾馆酒店、火锅店、湘菜馆、快餐店、烤肉店、大盘鸡店、烩面馆、炒菜馆等）为研究对象，对其净化设施改造前后进出口特征污染物进行取样检测。

1.3 油烟组分分析及指示污染物筛选

餐饮业油烟污染物主要包括颗粒物和气态有机物两种组分，颗粒物的粒径以细颗粒（PM2.5）为主，占比为76.91%，PM10占比为97.34%，其中有机颗粒物约占60%;气态有机物主要组成部分为烃类物质和含氧有机物，其中非甲烷总烃类物质占比约68%。本研究采用网络法、频次法进行污染物项目筛选，研究确定餐饮业污染物相关因子共6个：油烟、PM2.5、PM10、挥发性有机物（VOCs）、非甲烷总烃、臭气。

为体现指示污染物的科学性和简便性，在选定的12家餐饮服务单位用餐高峰期进行了取样，检测油烟、PM2.5、PM10、挥发性有机物（VOCs）、非甲烷总烃、臭气浓度。检测数据显示，油盐浓度与颗粒物浓度之间的相关性较高，非甲烷总烃对VOCs有较好的指示作用。因此，选择油烟和非甲烷总烃作为餐饮业油烟指示污染物。

1.4 采样时段及频次

采样点设在12家餐饮服务单位建筑物楼顶排烟管道直管段上，在油烟净化器之前，避开弯头和变径。选择工作日中午和晚上餐馆高峰营业时段进行连续采样。中午采样时段为11：30—13：30，晚上采样时段为17：30—19：30。在每个采样段采集样品3个，每次10min，连续采集3d。

1.5 采样及检测方法

本研究油烟采样及检测方法主要参照《饮食业油烟排放标准》（GB 18483—2001）;非甲烷总烃采样及测定方法主要参照《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》（HJ/T 38—1999）。

2 结果与分析

2.1 油烟颗粒物净化技术

目前，对于油烟颗粒物，常用的净化技术主要有过滤式净化技术、旋风分离净化技术、动态离心法、蜂窝式净化技术、湿式净化技术、活性炭吸附技术、催化氧化净化技术、静电式净化技术和复合式净化技术等。其中，静电式、静电复合式等设施因其油烟净化效率较高，应用最为广泛[10]。

本研究选取6家典型餐饮服务单位的静电式和静电复合式油烟净化设施进行进口及出口的油烟浓度监测，并折算基准浓度，计算静电式和静电复合式油烟净化设施的油烟去除效率，去除效果如图1所示。

从图1可以看出，油烟产生基准浓度较高，为26.58～31.89mg/m3，静电复合式净化设施对油烟的去除率维持在90%左右;油烟排放基准浓度为3.16～3.18mg/m3，油烟去除率高于静电净化设施75.39%～89.80%。无论是静电净化设施，还是复合式静电净化设施，普遍存在实际运行中的油烟去除效率低于实验室认证的油烟去除效率（≥90%）。结合现状调查分析，餐饮服务单位普遍存在油烟净化设施缺乏日常维护管理，集气罩、排风管道、净化设备集油较多的现象，致使油烟净化设施不能正常运转，油烟通过净化器时，热的气流将设备及管道上积存的油污带出，造成油烟产、排浓度较实际浓度偏高。

2.2 VOCs净化技术

目前，市场上暂时还没有对应餐饮业VOCs和非甲烷总烃的净化技术和设备，但工业VOCs防治技术和设备已相对成熟。餐饮业油烟气态污染物VOCs净化技术研发和设备开发可借鉴成熟的工业VOCs防治技术。成熟的工业VOCs净化技术主要有吸附净化、催化燃烧、生物净化、光催化氧化、低温等离子等净化技术[11]。光催化氧化、催化燃烧技术适用于高浓度有机废气，设备及运行费用高，所占空间大;吸附净化技术、化学洗涤低温等离子体净化技术，设备及运行费用低，所占空间小，适合低浓度挥发性有机物的去除。

2.3 组合净化技术

河南省地方标准《餐饮业油烟污染物排放标准》（DB 41/1604—2018）规定了大、中、小型餐饮服务单位油烟排放限值分别为1.0、1.0mg/m3和1.5mg/m3;大、中型餐飲服务单位非甲烷总烃排放限值分别为10.0mg/m3和10.0mg/m3。

本研究对餐饮服务单位进行了复合式净化设备改造，即大型餐饮服务单位采用“湿式净化（运水烟罩）+静电式+吸附/等离子”复合式净化设备，中型餐饮服务单位采用“动态离心+静电式+吸附/等离子”复合式净化设备，小型餐饮服务单位改造为“动态离心+静电式”复合式净化设备。

2.3.1 组合净化技术对油烟的净化效果。以抽样监测的餐饮服务单位油烟净化设施进口浓度不变为前提，计算各餐饮服务单位经技术改造后的油烟排放浓度，并与河南省《餐饮业油烟污染物排放标准》（DB 41/1604—2018）限值要求进行对比，对比情况如图2所示。

在净化设施改造后，以现有餐饮服务单位油烟产生情况为基础进行测算，12家餐饮服务单位中，10家企业油烟排放浓度在0.22～0.93mg/m3，满足标准排放限值要求，达标率为83%;另外2家虽进行了净化设施改造，但油烟排放浓度在1.19～1.54mg/m3，超出排放限值要求。这主要是因为净化设施缺乏日常维护。可见，油烟净化设施的日常维护也非常重要。建议餐饮服务单位在改造净化设施的基础上，同时加强对集气罩、排风管道、净化设备等的定期清洗维护，定期清洗灶台，并选用优质食用油等，降低污染物的产生浓度，确保污染物达标排放。

2.3.2 组合净化技术对非甲烷总烃净化效果。选取未安装非甲烷总烃净化设施的大、中型餐饮服务单位各3家，研究净化设施改造后对非甲烷总烃的净化效果，并与河南省《餐饮业油烟污染物排放标准》（DB 41/1604—2018）限值要求进行对比，对比结果如表3所示。

从表3可以看出，通过对大型餐饮服务单位净化设施进行“湿式净化（运水烟罩）+静电式+吸附/等离子”复合式净化设备改造，并加强对净化设备的定期清洗维护，较净化设施改造前非甲烷总烃排放浓度显著降低，排放浓度均在7.5mg/m3以下，去除率较改造前提高了60%以上;通过对中型餐饮服务单位净化设施进行“动态离心+静电式+吸附/等离子”复合式净化设备改造，并加强对净化设备的定期清洗维护，较净化设施改造前非甲烷总烃排放浓度显著降低，排放浓度均在8.2mg/m3以下，去除率较改造前提高了60%以上。

3 结论

①依据现行国标《饮食业油烟排放标准》（GB 18483—2001），结合河南省餐饮业实际现状，对有/无灶头的餐饮服务单位进行了规模划分，选择12家典型餐饮服务单位作为研究对象，在识别6个餐饮业污染物相关因子基础上，通过相关性比较分析，最终选定油烟和非甲烷总烃作为餐饮业油烟指示污染物。

②净化油烟颗粒物最常用的设施有静电式和静电复合式两种类型，通过对6家餐饮服务单位排放油烟进行取样分析，静电复合式净化设施净化率略高于静电式，但都未超过90%，普遍低于实验室认证的油烟去除效率。

③通过对大、中、小型餐饮服务单位复合式净化设备改造，正常工况下，餐饮服务单位油烟排放浓度在0.22～0.93mg/m3，满足标准排放相应限值1.0mg/m3和1.5mg/m3要求;大型餐饮服务单位非甲烷总烃排放浓度均在7.5mg/m3以下，中型餐饮服务单位非甲烷总烃排放浓度均在8.2mg/m3以下，去除率较改造前均提高了60%以上。

参考文献：

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[8]河南省环境保护厅，河南省质量技术监督局.餐饮业油烟污染物排放标准：DB 41/1604—2018[S].

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