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    廚房油煙污染凈化技術應用探討

    隨著經濟的發展和人們生活水平的提高新浪体育nba,餐飲業得到了迅速發展,作為飲食加工的廚房產生的油煙污染物已經成為影響室內空氣品質的重要因素之一如何開發有效可靠的油煙凈化技術對保護環境新浪体育nba、保障人民的健康具有重要意義。

    2污染物來源、組成及危害廚房污染物成分復雜,主要來自于烹飪(包括煎、炒新浪体育nba、烹新浪体育nba、炸)過程中產生的油煙油煙是食用油及食品在高溫下經過熱氧化新浪体育nba、熱裂解和米拉德反應產生的大量揮發性物質新浪体育nba,含有許多有毒有害成分新浪体育nba。不同種類的食用油在高溫下的熱解產物有200多種主要是酲類、酮類、烴、脂肪酸、芳香族化合物及雜環化合物等。從形態上來看,由煙霧包括顆粒物及氣態物2類顆粒物又分固體、液體2種粒徑一般小于10pn且液、固相顆粒黏著性強、極性小新浪体育nba,不易溶于水所以餐飲業油煙霧實際上包括氣新浪体育nba、液、固3相。它是居室空氣的主要污染物之一同時也是氣味的主要來源這些強烈刺激氣味常常引起流淚、咳嗽等癥狀引發結膜炎、支氣管炎等疾病新浪体育nba。如果將沒有經過任何處理的油煙直接排出室內新浪体育nba,會導致大氣嚴重污染報導除機動車尾氣、工業廢氣外餐飲服務業的油煙污染對城市空氣污染的“貢獻”,已上升3油煙凈化技術廚房油煙污染的凈化可歸納為物理法新浪体育nba、化學法新浪体育nba、生物法和礦物法或復合凈化。

    3.1物理法物理法主要有機械式新浪体育nba、等離子體法、靜電沉積法、過濾和吸附。

    3.1.1機械式機械式主要是利用油煙顆粒物的質量大于空氣質量這一原理通過重力、離心力新浪体育nba、慣性力將油煙顆粒物從油煙氣中分離下來,包括沉降器、旋風分離器和慣性分離器等新浪体育nba。

    李剛等對水幕式公共廚房油煙凈化裝置進行了試驗研究,結果表明噴嘴布置形式、排風量等對凈化率的影響顯著,液氣比的增大提高了油煙霧滴的捕集率,但噴液量的增加將導致動力消耗的增加并可能使洗滌液溢出排煙罩本身的集水槽。夏正兵等提出了一種新型旋流油煙凈化器。試驗測得該凈化裝置在選擇合適的旋流器及風機情況下排剛量為350~ 400m3/h,吸口距鍋灶的距離為800mm時凈化效率比較好能達到85%~92%最高達95%.王銳等設計了一種新型射流式廚房油煙凈化機,利用射流動能將油煙引入旋流油氣分離器中新浪体育nba,在離心力的作用下使油與空氣被分離開來,并將分離后的廢油引入集油瓶中,將干凈的氣體排入大氣新浪体育nba,采用噴射技術排油煙率高實測油煙抽凈率>97%.蜂窩式?般采用鋁合金等材料做成蜂窩狀結構安裝在廚房集風罩內,體積較小結構簡單新浪体育nba,n工成本低廉,但凈化效率很低達不到國家標準適用歐美油煙量極小的廚房使用新浪体育nba。

    3.1.2等離子體法等離子體是由電子離子自由基和中性粒子組成的導電性流體新浪体育nba。整個體系呈電中性具有與一般氣體不同的性質溶易受磁場、電場的影響稱為物質第四態,它為化學反應提供必須的能量粒子和活性物種,從而引發在常規化學反應中不能或難以實現的物理變化和化學反應。目前等離子體凈化油煙裝置已經達到了商業化應用水平,對油煙的凈化率可達90 %以上異味去除率大于70%.朱益民設計制作了非熱放電油煙捕集裝置,通過對油煙捕集效率新浪体育nba、捕集裝置的運行可靠性實驗研究確認非熱放電油煙凈化裝置小型化的可行性新浪体育nba。

    王玉佳等提出放電極霧化電暈等離子體煙氣凈化技術同傳統的靜電除塵相反,該技術中收集電極與高壓電源正極相連,放電極與地相連。霧化電暈放電增加了高速水滴的動力凝并、荷電水滴的靜電凝并以及對微小粉塵的電子荷電等凈化機制,因而對微小'粉塵具有更高的除塵效率。榮靜研制開發了一種新型的利用低溫等離子技術油煙凈化設備,較好地克服了傳統方法所存在的保護作用時間短、壓降大、效率低的問題,是一種實用油霧氣凈化設備凈化率可達95%以上且無二次污染,使用維護方便。

    3.1.3靜電沉積法靜電沉積法是將油煙氣引入高壓電場,氣體電離后產生的電子、陽離子吸附在通過電場的油煙微粒上使之荷電在電場力作用下向集塵極運動并沉積下來而從油煙中脫除,從而達到油煙微粒與空氣分離的目的。但長期使用后電極表面沉積油垢形成油膜層阻礙電場放電且不易清洗維護工作量增大,且用清洗法清除集塵極上的顆粒物時產生二次污染設備費用較高應用受到一定限制。

    上海綠洲氣體凈化設備廠研制的D系列靜電油霧凈化器在電場結構、氣流均布、高壓發生技術等方面有所創新實用性強凈化效率達90%以上。上海交通大學通過實驗成功設計了EP-OW高效油霧電過濾器有效地凈化了烹調油煙效率可達到97%以上。1998年上海交通大學又開發了一種新型的靜電沉積油煙凈化器。孫作達擬用電極電離極化油煙微粒在磁場偏轉力、氣態渦流以及陰極靜電吸弓和同性同電位相斥的不粘油技術復合作用下凈化油煙在少量活性炭的輔助下可試探取消高空排放,由此起到美化環境降低音、電耗凈化烹飪油煙的作用。趙建偉采用霧化電暈放電技術凈化含黏性粉塵的油煙,其霧化機制主要包括電流體動力學霧化和潘化2種。在霧化負電暈放電中對煙氣中的塵粒具有傳統靜電除塵所不具有的高效靜電凝并和重力凝并功能新浪体育nba。因而霧化電暈除塵有很高的除塵效率。它不僅可去除顆粒物還能去除臭氣和有害有機物殺滅水中微生物和細菌因而可能使水得到循環使用。高虹應用高壓靜電原理采用多電場模塊組合技術;將烹飪過程中產生的油煙新浪体育nba、熱裂解塵霧和燃料煙塵在靜電及電場的作用下荷電、吸附及氧化,達到凈化油煙、消除異味的作用。由于采用了模塊化和分體抽屜式設計解決了以前靜電除塵不便維護清洗的問題新浪体育nba。

    34過濾和吸附過濾法通過慣性碰撞、截留和擴散沉積共同作用下被捕集于濾料中得到凈化,使油煙通過金屬絲編織網、顆粒物等材料組成的過濾層的過濾作用而吸附油煙霧粒子新浪体育nba。吸附法采用吸附介質將由煙中的污染物吸附脫除新浪体育nba。目前常用的過濾和吸附分離方式所用材料有活性炭塊、活性炭粒、活性炭膜新浪体育nba、過濾纖維等。

    羌寧等建立了一種新型的油霧氣過濾凈化方法采用一次性濾料的過濾方式該濾料價格低廉來源廣泛無毒。濾料的布置采用平行氣流的布置方式新浪体育nba,與傳統的垂直氣流布置方式相比新浪体育nba,阻力減少了2.5倍。定期更換下來的濾料進行了燃燒處置試驗發現吸油后的濾料可通過鍋爐進行焚燒處置而不會造成二次污染避免了某些凈化裝置需定期清洗的麻煩新浪体育nba。

    楊杰研制的沖擊折射式油煙氣過濾裝置將沖擊折射式吸附和篩網濾附機理結合取得良好的效果。過濾裝置分3級新浪体育nba,一級為篩網二級為爐渣層三級為擋板新浪体育nba。高速運動的油煙氣經多次沖擊碰撞逐級通過凈化器凈化率可達到90%.劉祖文等通過對活性炭、活性炭纖維、分子篩、Al23在同種高濃度下進行吸附測試,活性炭纖維的吸附效果最好所有固體吸附劑短期吸附效果好于液體吸收劑吸收效率隨時間降低明顯。

    3.2化學法常用的化學法有洗滌吸收、熱氧化焚燒和催化凈化。

    3.2.1洗滌吸收法將油煙通過特殊的氣體分離裝置與吸收液接觸用吸收液吸收煙氣中的污染物通過氣液接觸使油煙霧滴和其他污染物質從氣相向液相轉移,其治理機理是利用雙膜理論吸收模型來分析的新浪体育nba。洗滌吸收不僅可以很好的去除油霧,而且對煙塵;S2NOx也具有很好的去除效果。

    居德金等通過實驗得到多組分高效吸收液,對油霧新浪体育nba、煙塵的凈化效率芫全可以達到使用目的,成分簡單,價格便宜,如配備合適的凈化裝置,可以使高效洗滌吸收除油煙的方法得到推廣使用新浪体育nba。林斌開發出集排煙、凈化于一體的濕法去除廚房油煙裝置,此法的關鍵在于噴嘴在較低的泵壓下形成的傘狀水膜和在其下部形成的霧化效果極佳的水霧此法凈化效率較高、性能穩定新浪体育nba、維護操作方便,價格適宜新浪体育nba。楊驥根據液體洗滌法原理自行設計了一套處理油煙實驗裝置實驗表明深用1知的NaOH+的洗滌劑(質量濃度)的混合液為淋洗液填料高度5~6cm見」去除率能達到80%以上。李冠文利用超聲波霧化技術建立了一套有效的油煙處理系統,實驗表明,本油煙處理系統的氣體流量及水霧量對處理效果作用明顯,但吸收液濃度效果卻沒有預期明顯。吸收液的種類及濃度只影響氣體污染物的吸收和溶解與“云”形成及沉降無直接關系吸收液的濃度對本處理系統的影響很小。

    3.2.2熱氧化焚燒法和催化凈化法熱氧化焚燒法是利用熱推進的反應,將油煙氣中的有毒成分轉換成安全狀態。國外餐飲業油煙濃度低大型餐飲業一般采用熱氧化焚燒法處理。催化凈化法采用各種具有自凈化功能的催化劑,在烹調過程中通過催化氧化燃燒將油液滴轉化為C2和水蒸汽新浪体育nba,從而消除污染和臭味。國外餐飲業油煙濃度低中、小型餐飲業一般采用催化劑凈化法。由于催化劑法和熱氧化焚燒法的治理技術使用成本相對較高主要被一些歐美國家采用。

    33生物法生物降解法的原理是利用具有降解油煙成分的微生物對油煙氣進行吸附降解。首先對污泥進行馴化,培養其對油煙廢氣的降解能力新浪体育nba,然后進行掛膜新浪体育nba,通過一定的裝置將油煙氣降溫通入填料塔中,油煙污染物首先必須經過由氣相轉入到液相或固相表面的液膜中的傳質過程然后在液相或固相的表面被微生物吸附降解。

    廖雷等發現城市污水處理廠氧化溝污泥接種并經油煙氣冷凝液馴化培養的假單胞菌群對油脂有良好的降解作用新浪体育nba,用該菌液掛膜的曝氣生物滴濾器試驗裝置對油煙廢氣有較好的凈化效果新浪体育nba。當入口氣體溫度在50~70丈、入口氣體含油質量濃度小于33mg/L時,凈化效率可維持在80%以上,但凈化效率受煙氣溫度影響較大。鄭連英通過實驗考察了生物濾塔氣體停留時間、進氣負荷和溫度等對油煙去除率的影響初步研究了生物濾塔的抗沖擊能力,結果表明,當停留時間大于20s,溫度25~35丈進氣負荷為80~400g/(m3h)新浪体育nba,生物濾塔去除率達到90%以上且具有較強的抗沖擊能力⌒吕颂逵齨ba?娊ㄓ駨氖苡蜔熚廴镜耐寥乐泻Y選出2株能夠以油煙冷凝物為唯一碳源的微生物菌株,并以此作為誘變出發菌進行了紫外和藥物混合誘變得到2株誘變突變株經初步鑒定為假單抱菌,命名為pseudomonassp.Z1A和pseudomonassp.Z2A.通過通氣培養確定了2菌株的最適生長條件為溫度30丈初始pH值為7新浪体育nba,接種1%搖床轉速210r/min.在最佳生長條件下,菌株對菜油和色拉油有較強的降解能力。

    34礦物法環境礦物材料在環境污染治理中已顯示出獨特的優勢新浪体育nba。李彩亭等將礦物材料海泡石用于油煙凈化根據原海泡石特性提出“分散一提純一活化一成型”的制備海泡石顆粒的工藝流程。用所制得的粒徑為1.8海泡石顆粒進行油煙吸附實驗,分析了海泡石吸附油煙的容量繪出吸附穿透曲線并提出海泡石吸附劑再生的方法新浪体育nba,同時將海泡石與活性炭吸附油煙的效率做了對比實驗。實驗結果表明海泡石成本低,油煙去除率高是一種理想的油煙凈化劑新浪体育nba。35復合凈化法復合凈化是將2種或2種以上油煙凈化技術有機組合起來使用這種方法能有效提高凈化效率。如有機械過濾、靜電及機械吸附相結合、過濾與等離子相結合和靜電與濕式相結合等方式均得到了較好的效果。近年來也出現了一些新的復合凈化技術新浪体育nba。

    張金萍等提出了霧化濕法與過濾吸附相結合的油煙凈化新工藝新浪体育nba。油煙經過了水幕、水霧、水膜一體化的三重作用,未被吸收的油煙粒子隨水霧擴散至吸附過濾器,這時吸附過濾器對剩余油煙及SO2NOx等可以進一步吸附。該凈化工藝對油煙的去除效率在92%以上,凈化后的油煙排放濃度符合國家標準適合中新浪体育nba、小型餐館使用。裴清清等利用離心分離法將氣流中部分質量較大的油煙顆粒分離出來,同時利用濕法對粒徑小的油煙顆粒進行捕獲,捕獲油煙后的液滴在慣性力的作用下向下或者向容器壁運動新浪体育nba,最后隨洗滌液排出。該法的凈化效率可達到80%以上最高達92%與相同效率的油煙凈化設備相比初投資和運行費用都很低。向曉東等將離心分離、慣性碰撞、濕式洗滌和篩網過濾優化組合在一起,通過物理化學的方法對油煙氣進行凈化新浪体育nba。該凈化器可以非常有效地凈化直徑大于5的油煙液滴新浪体育nba,而且通過篩網的主導作用可以過濾直徑為1的油煙微粒當油煙粒子小于0.1m時其除煙效率接近100%.張寶剛等在水霧水膜式油煙凈化基礎上建立迷宮分離油煙裝置,本裝置在傳統油煙分離技術的基礎上結合離心分離、冷凝凝并、液體吸收凈化、堿性除油等作用提高了復合油煙凈化設備的凈化效率少油煙霧中的過水量其最佳油煙氣凈化效率可達到96.91%.邵偉慶等設計出以清水為介質二級組合式油煙洗滌裝置實驗結果表明:以清水為介質新浪体育nba,組合式油煙洗滌裝置對油煙氣有較好的凈化效果最大總凈化效率可達80%. 4結語由于油煙成分的復雜性、多相性及物理性質的特殊性單一的治理方法已經不能滿足。復合式凈化設備油煙的去除效率較高新浪体育nba,今后開發研制的油煙凈化設備必將對以上基本凈化技術進行組合,充分發揮各自的優勢。開發投資小、凈化率高、能耗低、占用空間小新浪体育nba、維護管理方便、無二次污染的油煙復合凈化設備有著廣闊的發展前景。

    (完)

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