油烟净化技术分类及其优缺点分析

苗利军，李虹毅

（河北环境工程学院，河北 秦皇岛 066100）

近年来，随着我经济水平的不断提高，餐饮业快速发展。各种饭店、餐馆的数量急剧提升，导致大量饮食油烟排放。饮食油烟中包括大量有害气体，以及苯系物、烷烯烃以及卤代烃等有机物，危害人们的身体健康[1]。21世纪初，国家有关部门推出了GWPB5-2000《饮食业油烟排放标准（试行）》，2001年又修订升级为国家标准GB18483-2001[2]。2002年8月推出了HJ/T62-2001《饮食业油烟净化设备技术要求及检测技术规范（试行）》，各类环保设备不断出现。油烟的净化技术根据净化原理主要分为物理方法和化学方法，物理方法包括：过滤法、机械分离法、洗涤法、吸附法和静电法等；化学方法包括：热氧化法与催化燃烧法等，目前我国主要以物理净化方法为主。国内市场的油烟净化方式主要有过滤式、离心式、湿式、静电式以及复合式等。本文从净化原理、净化效率、使用成本等方面对油烟净化器的优缺点进行综述，同时对改进方向提出一点建议，以期为今后的设备开发方向提供思路。

1 油烟净化设备

1.1 离心式油烟净化设备

离心分离的机理是风机带动金属格网高速转动，从而使油烟气流在空气中的运动方向发生变化，其中，颗粒物和油滴由于其本身的重力较高，在离心力的作用下与气体分离，附着到罩壁上，通过罩壁流向集油槽，从而达到去除油滴和颗粒物的效果。该装置的净化效率受到风机转速的影响，转速越快，净化的效果越好，但是转速增加也会导致其自身的阻力增大、消耗功率增大。金属格网的自身摩擦系数也会影响到净化效率，原因是摩擦系数减小会导致油烟颗粒与金属网转盘的碰撞概率变小。该法的优点在于比较简单、阻力不大，并且能耗较小，但净化效率只有30%，清洗维护工作量较大[3]。

1.2 过滤式油烟净化设备

过滤吸附多采用亲油性的高分子复合材料，如海绵、无纺布等纤维材料等作为滤料，油烟通过滤料层，油烟中的颗粒物和大型油滴受到滤料的吸附，被截留在滤料表面，也可以同时去除大部分油烟气味。该法的优点在于结构简单、投资少、维修量小，对油烟的净化效率略高于离心分离。缺点是随着使用时间的增长，滤料层捕集的颗粒物和油滴黏度都很高，附着在滤料层表面难以去除，滤料层的表面积不断降低，使得滤层压降增高，阻力逐渐增大，动力消耗过大，产生较大的噪声。需要经常更换滤层材料，容易造成二次污染[4]。

过滤材料的选择一般要满足4点要求：（1）滤料本身对颗粒物有着较高的吸附能力。（2）价格便宜，可以一次性利用。（3）其自身的阻力低，因为阻力高会造成压降过高，动力消耗增大，产生噪音。（4）滤料本身可以通过燃烧进行处理，不会产生有毒有害物质，造成二次污染。

1.3 湿式油烟净化设备

湿式净化的原理是通过喷淋装置将净化液高速喷出形成液雾，从而使油烟与吸收液充分接触，油烟中的颗粒物和大型油滴被吸收液捕集吸收，成功捕获油烟后的液滴在惯性的作用下向容器壁运动[5]。吸收液中加入改善油烟亲水性能的药剂，如表面活性剂、乳化剂、碱液等，可以增大气液接触面积，将污染物从气相向液相转变，从而进行吸收和净化，对异味和其他化学物，比如SO2，N2O等有较高的处理效果。当颗粒物小于2 μm时该法有较高的去除率，但是当颗粒物小于1 μm时，颗粒捕集效率则较差，并且该方法有着耗水、耗电、耗药剂缺点，也容易造成二次污染。

1.4 高压静电油烟净化设备

高压静电法是应用静电沉积的原理，由于带电导体尖端的强电场作用，通过电晕放电使油粒子带电，将油滴电离，使其产生大量新的带电油粒子，进去入收集区受电场力作用向阳极运动，从而使得烟气中剩余的油烟颗粒被分离出来，使处理后的油烟气体达标排放。废油流入集油槽，由放油管排入收集装置中。优点是净化效率较高，本体阻力较低。缺点是长期使用，极板易沉积油垢，降低荷电能力，影响净化效率，后期难以清洁，容易造成火灾，需要定期由专业人士清理，损耗较大。通常在高压静电装置前安装一个金属过滤板，则可以减轻电场的负荷，从而提高净化效果。

1.5 复合式油烟净化设备

复合式油烟净化设备是指采用两种或两种以上净化方式设计而成的油烟净化设备，各种技术相互弥补对方的不足，净化效率比之单独技术大大提升，具有广大的市场前景。市场比较成熟的是以高压静电技术为核心，同时辅助添加其他的净化技术，以达到油烟排放各项指标更加优化的目的。常用的复合型油烟净化器复合方式主要有9种，由于篇幅限制，下文挑选其中3种进行详细分析。

1.5.1 机械离心、高压静电复合型油烟净化器

前端机械离心模块与后端高压静电模块配合使用，是一种二级油烟净化方式，机械离心装置可以对大粒径油雾粒子进行物理分离，虽然净化效率不高，但适宜作为预处理部分进行初级净化，从而减小后端压力。经过预处理后的较小油滴和颗粒物再进入高压静电区域进行二级处理，处理完后的低浓度油烟经出口排出。

1.5.2 过滤吸附、高压静电复合型油烟净化器

机械过滤与高压静电复合型技术将使前端机械过滤模块与后端高压静电模块配合使用，是一种二级油烟净化方式。前端过滤装置能够对油烟中的较大颗粒进行有效拦截，从而减轻后面高压静电装置的负担，降低高压静电装置的清洗周期。虽然前端过滤层密度越大，滤层效果越高，但是高密度滤层产生的阻力也很大，过滤层孔径较低时也会产生滤孔堵塞，从而导致过滤层无法有效地清除较小粒径的油粒。因此，在机械过滤模块后端配合高压静电模块可以对过滤模块预处理后的较小粒径油粒进行有效去除，这种二级油烟净化方式提高了油烟的去除效率，降低了油烟的排放浓度。

1.5.3 湿式除尘、高压静电复合型油烟净化器

湿式除尘与静电除尘相结合的技术是将静电油烟净化器和湿式油烟净化器相结合在一起，互相补充，消除对方的劣势，减少对方的二次污染。静电处理区能有效去除油烟中的大颗粒污染物，使处理后的烟气基本达到国标要求的排放标准，但是无法有效地清除小颗粒物和气味分子，只能使其充分荷点，从而提高后面的水喷淋处理效果。喷淋处理区充分利用了带电粒子和离子与零电位物体之间的电荷镜像力提高除尘效果，对于烟气、气味等污染物进行比较彻底的净化；同时，利用臭氧溶于水生成过氧化氢作为强氧化剂氧化被水滴及填料捕获的污染物，从而减少了循环水的二次污染，同时减少了静电除尘器产生的臭氧对大气的污染。

2 餐饮油烟净化器现状与发展前景

针对目前严重的餐饮油烟污染现象，餐饮油烟净化器仍然是治理餐饮油烟污染的最有效手段。单一原理油烟净化方法往往有着各自缺点，离心式净化效率低下，难以符合净化标准。过滤式净化效率比离心式高，但是需要经常更换滤料，价格昂贵，换下的滤料处理不当易造成二次污染。湿式净化过程中使用的洗涤剂需要谨慎回收，否则流入环境会造成二次污染。静电式随着使用时间的增长，电极上附着油粒增多，电晕降低，从而影响净化效果，还会造成短路危险。

3 结语

复合型餐饮油烟净化方法能够弥补单一原理油烟净化方法的不足，净化效率比之单独技术大大提升，但是同时也有更高的造价成本和运营维护成本。其中，以静电式油烟净化器为核心，附加过滤式、离心式、湿式等技术组合成的复合型油烟净化器以其净化效率高、占地面积小的特点成为当前的主流选择。研究经济适用、净化效率高、净化效果稳定、易于拆卸和后期维护的复合型餐饮油烟净化器是未来发展的趋势和方向。