油煙凈化技術分類及其優缺點分析

苗利軍，李虹毅

（河北環境工程學院，河北 秦皇島 066100）

近年來，隨著我經濟水平的不斷提高，餐飲業快速發展。各種飯店、餐館的數量急劇提升，導致大量飲食油煙排放。飲食油煙中包括大量有害氣體，以及苯系物、烷烯烴以及鹵代烴等有機物，危害人們的身體健康[1]。21世紀初，國家有關部門推出了GWPB5-2000《飲食業油煙排放標準（試行）》，2001年又修訂升級為國家標準GB18483-2001[2]。2002年8月推出了HJ/T62-2001《飲食業油煙凈化設備技術要求及檢測技術規范（試行）》，各類環保設備不斷出現。油煙的凈化技術根據凈化原理主要分為物理方法和化學方法，物理方法包括：過濾法、機械分離法、洗滌法、吸附法和靜電法等；化學方法包括：熱氧化法與催化燃燒法等，目前我國主要以物理凈化方法為主。國內市場的油煙凈化方式主要有過濾式、離心式、濕式、靜電式以及復合式等。本文從凈化原理、凈化效率、使用成本等方面對油煙凈化器的優缺點進行綜述，同時對改進方向提出一點建議，以期為今后的設備開發方向提供思路。

1 油煙凈化設備

1.1 離心式油煙凈化設備

離心分離的機理是風機帶動金屬格網高速轉動，從而使油煙氣流在空氣中的運動方向發生變化，其中，顆粒物和油滴由于其本身的重力較高，在離心力的作用下與氣體分離，附著到罩壁上，通過罩壁流向集油槽，從而達到去除油滴和顆粒物的效果。該裝置的凈化效率受到風機轉速的影響，轉速越快，凈化的效果越好，但是轉速增加也會導致其自身的阻力增大、消耗功率增大。金屬格網的自身摩擦系數也會影響到凈化效率，原因是摩擦系數減小會導致油煙顆粒與金屬網轉盤的碰撞概率變小。該法的優點在于比較簡單、阻力不大，并且能耗較小，但凈化效率只有30%，清洗維護工作量較大[3]。

1.2 過濾式油煙凈化設備

過濾吸附多采用親油性的高分子復合材料，如海綿、無紡布等纖維材料等作為濾料，油煙通過濾料層，油煙中的顆粒物和大型油滴受到濾料的吸附，被截留在濾料表面，也可以同時去除大部分油煙氣味。該法的優點在于結構簡單、投資少、維修量小，對油煙的凈化效率略高于離心分離。缺點是隨著使用時間的增長，濾料層捕集的顆粒物和油滴黏度都很高，附著在濾料層表面難以去除，濾料層的表面積不斷降低，使得濾層壓降增高，阻力逐漸增大，動力消耗過大，產生較大的噪聲。需要經常更換濾層材料，容易造成二次污染[4]。

過濾材料的選擇一般要滿足4點要求：（1）濾料本身對顆粒物有著較高的吸附能力。（2）價格便宜，可以一次性利用。（3）其自身的阻力低，因為阻力高會造成壓降過高，動力消耗增大，產生噪音。（4）濾料本身可以通過燃燒進行處理，不會產生有毒有害物質，造成二次污染。

1.3 濕式油煙凈化設備

濕式凈化的原理是通過噴淋裝置將凈化液高速噴出形成液霧，從而使油煙與吸收液充分接觸，油煙中的顆粒物和大型油滴被吸收液捕集吸收，成功捕獲油煙后的液滴在慣性的作用下向容器壁運動[5]。吸收液中加入改善油煙親水性能的藥劑，如表面活性劑、乳化劑、堿液等，可以增大氣液接觸面積，將污染物從氣相向液相轉變，從而進行吸收和凈化，對異味和其他化學物，比如SO2，N2O等有較高的處理效果。當顆粒物小于2 μm時該法有較高的去除率，但是當顆粒物小于1 μm時，顆粒捕集效率則較差，并且該方法有著耗水、耗電、耗藥劑缺點，也容易造成二次污染。

1.4 高壓靜電油煙凈化設備

高壓靜電法是應用靜電沉積的原理，由于帶電導體尖端的強電場作用，通過電暈放電使油粒子帶電，將油滴電離，使其產生大量新的帶電油粒子，進去入收集區受電場力作用向陽極運動，從而使得煙氣中剩余的油煙顆粒被分離出來，使處理后的油煙氣體達標排放。廢油流入集油槽，由放油管排入收集裝置中。優點是凈化效率較高，本體阻力較低。缺點是長期使用，極板易沉積油垢，降低荷電能力，影響凈化效率，后期難以清潔，容易造成火災，需要定期由專業人士清理，損耗較大。通常在高壓靜電裝置前安裝一個金屬過濾板，則可以減輕電場的負荷，從而提高凈化效果。

1.5 復合式油煙凈化設備

復合式油煙凈化設備是指采用兩種或兩種以上凈化方式設計而成的油煙凈化設備，各種技術相互彌補對方的不足，凈化效率比之單獨技術大大提升，具有廣大的市場前景。市場比較成熟的是以高壓靜電技術為核心，同時輔助添加其他的凈化技術，以達到油煙排放各項指標更加優化的目的。常用的復合型油煙凈化器復合方式主要有9種，由于篇幅限制，下文挑選其中3種進行詳細分析。

1.5.1 機械離心、高壓靜電復合型油煙凈化器

前端機械離心模塊與后端高壓靜電模塊配合使用，是一種二級油煙凈化方式，機械離心裝置可以對大粒徑油霧粒子進行物理分離，雖然凈化效率不高，但適宜作為預處理部分進行初級凈化，從而減小后端壓力。經過預處理后的較小油滴和顆粒物再進入高壓靜電區域進行二級處理，處理完后的低濃度油煙經出口排出。

1.5.2 過濾吸附、高壓靜電復合型油煙凈化器

機械過濾與高壓靜電復合型技術將使前端機械過濾模塊與后端高壓靜電模塊配合使用，是一種二級油煙凈化方式。前端過濾裝置能夠對油煙中的較大顆粒進行有效攔截，從而減輕后面高壓靜電裝置的負擔，降低高壓靜電裝置的清洗周期。雖然前端過濾層密度越大，濾層效果越高，但是高密度濾層產生的阻力也很大，過濾層孔徑較低時也會產生濾孔堵塞，從而導致過濾層無法有效地清除較小粒徑的油粒。因此，在機械過濾模塊后端配合高壓靜電模塊可以對過濾模塊預處理后的較小粒徑油粒進行有效去除，這種二級油煙凈化方式提高了油煙的去除效率，降低了油煙的排放濃度。

1.5.3 濕式除塵、高壓靜電復合型油煙凈化器

濕式除塵與靜電除塵相結合的技術是將靜電油煙凈化器和濕式油煙凈化器相結合在一起，互相補充，消除對方的劣勢，減少對方的二次污染。靜電處理區能有效去除油煙中的大顆粒污染物，使處理后的煙氣基本達到國標要求的排放標準，但是無法有效地清除小顆粒物和氣味分子，只能使其充分荷點，從而提高后面的水噴淋處理效果。噴淋處理區充分利用了帶電粒子和離子與零電位物體之間的電荷鏡像力提高除塵效果，對于煙氣、氣味等污染物進行比較徹底的凈化；同時，利用臭氧溶于水生成過氧化氫作為強氧化劑氧化被水滴及填料捕獲的污染物，從而減少了循環水的二次污染，同時減少了靜電除塵器產生的臭氧對大氣的污染。

2 餐飲油煙凈化器現狀與發展前景

針對目前嚴重的餐飲油煙污染現象，餐飲油煙凈化器仍然是治理餐飲油煙污染的最有效手段。單一原理油煙凈化方法往往有著各自缺點，離心式凈化效率低下，難以符合凈化標準。過濾式凈化效率比離心式高，但是需要經常更換濾料，價格昂貴，換下的濾料處理不當易造成二次污染。濕式凈化過程中使用的洗滌劑需要謹慎回收，否則流入環境會造成二次污染。靜電式隨著使用時間的增長，電極上附著油粒增多，電暈降低，從而影響凈化效果，還會造成短路危險。

3 結語

復合型餐飲油煙凈化方法能夠彌補單一原理油煙凈化方法的不足，凈化效率比之單獨技術大大提升，但是同時也有更高的造價成本和運營維護成本。其中，以靜電式油煙凈化器為核心，附加過濾式、離心式、濕式等技術組合成的復合型油煙凈化器以其凈化效率高、占地面積小的特點成為當前的主流選擇。研究經濟適用、凈化效率高、凈化效果穩定、易于拆卸和后期維護的復合型餐飲油煙凈化器是未來發展的趨勢和方向。