更(gēng)新時(shí)間：2021-08-24 點(diǎn)擊次數(shù)： 1558次
摘(zhāi) 要：烹飪(rèn)排放是(shì)環境揮發性有(yǒu)機(jī)化合物(wù)(VOCs)的來(lái)源之一(yī)，嚴(yán)重(zhòng)威脅(xié)著環(huán)境空氣質量(liáng)和(hé)人(rén)類健康。結(jié)合餐飲油煙(yān)VOCs的組成特征，總(zǒng)結近(jìn)幾年餐飲油(yóu)煙VOCs淨化(huà)技術的(dí)研究現狀及(jí)其(qí)難點(diǎn)，同(tóng)時(shí)闡述(shù)了(liǎo)油煙VOCs淨化(huà)組合(hé)工藝的優勢和(hé)必要(yào)性(xìng)。針(zhēn)對(duì)現有問題對油煙VOCs淨(jìng)化組合工藝(yì)的發展做出(chū)了展望。
關鍵詞(cí)：餐(cān)飲油(yóu)煙；組成(chéng)特征(zhēng)；淨(jìng)化(huà)技(jì)術(shù)；餐(cān)飲油煙監測雲平(píng)台；安(ān)科瑞
0.前言
隨(suí)著(zhuó)我(wǒ)國(guó)餐(cān)飲(yǐn)行(háng)業(yè)的(dí)快速發展，餐(cān)飲油(yóu)煙汙染已成為城(chéng)市大氣汙(wū)染的重要來源之(zhī)一。餐(cān)飲場所(suǒ)主要(yào)分布(bù)在人口(kǒu)稠(chóu)密(mì)的商(shāng)業區(qū)和(hé)居民區(qū)，在烹(pēng)飪過程(chéng)中(zhōng)產(chǎn)生的油煙汙染物(wù)具(jù)有(yǒu)數(shù)多，覆蓋麵(miàn)廣，汙染(rǎn)源分散，汙染不易(yì)擴散(sàn)等特(tè)點，對(duì)城市大氣汙染(rǎn)的貢獻僅次於機動車汙(wū)染源和工業(yè)源。此(cǐ)外，居民針(zhēn)對烹(pēng)飪油煙(yān)刺激(jī)性(xìng)氣味的投(tóu)訴越(yuè)來越多(duō)。據(jù)相關調查，對餐飲(yǐn)油煙(yān)汙染的投(tóu)訴占所有環境投訴(sù)的30%-40%，引起(qǐ)了(liǎo)有關部(bù)門(mén)的極大關(guān)注(zhù)。
中國的烹飪風格以油炸(zhà)，燒(shāo)烤，蒸(zhēng)煮和(hé)爆炒為主(zhǔ)，與(yǔ)西方(fāng)單(dān)一的(dí)烹(pēng)飪方式相比，更容易產(chǎn)生大(dà)量的油(yóu)煙。目前我國使用的油煙機，隻(zhī)能通過機械(xiè)作(zuò)用去(qù)除大顆粒的油(yóu)滴(dī)，而(ér)顆粒物和VOCs則通過(guò)管道轉移到室外，並未進(jìn)行(háng)有效處理(lǐ)。餐(cān)飲油煙(yān)的(dí)成分復雜(zá)並包含(hán)較多(duō)有毒物質，這些混合物若(ruò)通過無(wú)組織排放(fàng)，在大氣環境(jìng)中(zhōng)逐漸(jiàn)積累，短期內會對當地空(kōng)氣質(zhì)量(liáng)和人(rén)類(lèi)健康有顯著影(yǐng)響。因此，亟需發展(zhǎn)綠(lǜ)色(sè)高(gāo)效的淨化(huà)技術對(duì)餐飲油煙(yān)汙染(rǎn)進行(háng)控製。本(běn)文(wén)針(zhēn)對餐飲(yǐn)油煙(yān)汙(wū)染處理(lǐ)難題，結合餐(cān)飲油(yóu)煙VOCs的(dí)組(zǔ)成特征，總結(jié)油煙(yān)VOCs淨(jìng)化技(jì)術(shù)研(yán)究(jiū)進展(zhǎn)及(jí)其難點和熱(rè)點(diǎn)問題，為(wéi)進(jìn)一(yī)步(bù)研(yán)究油(yóu)煙(yān)VOCs淨化提(tí)供(gōng)參考(kǎo)和思路(lù)。
⦁油煙VOCs的(dí)形成，組(zǔ)成特征(zhēng)及危害
1.1 油煙VOCs的形(xíng)成
烹飪(rèn)油(yóu)煙(yān)是(shì)指(zhǐ)食物(wù)在高溫烹製過程中與(yǔ)食用(yòng)油(yóu)反應，生成(chéng)各種脂(zhī)質(zhì)熱氧(yǎng)化(huà)和分(fēn)解的(dí)混合
物(wù)，主要(yào)包括固態顆(kē)粒(lì)物和氣(qì)態汙染物。油(yóu)煙的形成主(zhǔ)要有三個(gè)階段：當(dāng)加(jiā)熱溫度(dù)為(wéi)50℃–100℃時(shí)，油(yóu)脂中所含低(dī)沸點物(wù)質(zhì)和(hé)水(shuǐ)分發(fā)生汽化(huà)，小分(fēn)子物質(zhì)散發；溫(wēn)度(dù)為 100℃–260℃時，食(shí)用(yòng)油(yóu)所含沸點(diǎn)較高的物質(zhì)發(fā)生(shēng)汽(qì)化並分解(jiě)，形成小油滴(dī)（>10 μm）；加熱(rè)到(dào) 260℃以上，高(gāo)沸點(diǎn)物質急(jí)劇汽化(huà)，形(xíng)成(chéng)大量細顆粒(lì)物（0.1–10 μm）。當(dāng)各階段產生(shēng)的混(hùn)合氣體在上升過(guò)程中與空氣(qì)發(fā)生(shēng)碰(pèng)撞(zhuàng)，溫(wēn)度迅(xùn)速(sù)下降，形(xíng)成(chéng)含冷凝(níng)物的(dí)氣溶膠(jiāo)，各種混合物(wù)散逸(yì)至大氣(qì)中。
1.2 油煙(yān)VOCs組成(chéng)特征
餐(cān)飲油煙VOCs的化學(xué)成分較為(wéi)復雜，其化(huà)學(xué)特性因烹(pēng)飪風(fēng)格(gé)，烹(pēng)飪原料，加(jiā)熱(rè)溫(wēn)度等不同(tóng)而有很(hěn)大差(chà)異(yì)。何萬(wàn)清(qīng)等[10]以菜籽(zǐ)油為例(lì)，對在不同溫度下(xià)加(jiā)熱(rè)產生(shēng)的(dí)油煙VOCs組(zǔ)分(fēn)進(jìn)行(háng)分析(xī)，實驗結果(guǒ)如(rú)圖 1 所示。當加熱溫(wēn)度(dù)從(cóng)130℃上升到260℃時(shí)，葵花籽油排(pái)放(fàng)的VOCs的種類和濃度水平(píng)都(dū)呈(chéng)上(shàng)升趨(qū)勢。其中，烷(wán)烴和醛酮(tóng)類(lèi)化(huà)合物隨著溫度的升(shēng)高而升高，且濃(nóng)度變化(huà)範(fàn)圍較(jiào)大。
圖 1 葵(kuí)花(huā)籽油(yóu)在不(bù)同(tóng)溫(wēn)度下的 VOCs 排放(fàng)濃度(dù)
zhang 等(děng)測定(dìng)同一溫(wēn)度（270℃）下，五(wǔ)種(zhǒng)食用油(yóu)油煙 VOCs 排(pái)放(fàng)種(zhǒng)類及濃(nóng)度(dù)。實驗得到，五種食(shí)用油 VOCs 的排放(fàng)濃度依次為：菜(cài)籽(zǐ)油（81.0 mg/m3）>大(dà)豆油（75.5 mg/m3）>花生(shēng)（70.9 mg/m3）>玉(yù)米(mǐ)油(yóu)（60.3 mg/m3）>豬(zhū)油（20.5 mg/m3），這表明富(fù)含不(bù)飽(bǎo)和脂肪
酸(suān)的植(zhí)物(wù)油(yóu)在270℃下(xià)比(bǐ)富含(hán)飽(bǎo)和(hé)脂肪酸(suān)的豬油排(pái)放更(gēng)多VOCs。黃永(yǒng)海考(kǎo)察(chá)在260℃時，大豆(dòu)油，花生油(yóu)和調和油三種(zhǒng)食用油(yóu)非甲烷(wán)總(zǒng)烴（Non-methane hydrocarbons，NMHCs），醛類(lèi)和(hé)苯(běn)係(xì)物的排(pái)放(fàng)濃(nóng)度。實驗得(dé)出(chū)，大(dà)豆(dòu)油加熱產(chǎn)生的(dí)油煙中 NMHCs的濃度(dù)（31588.33 ppm）明顯高於其他兩(liǎng)種(zhǒng)食(shí)用(yòng)油(yóu)，但三(sān)種食(shí)用油(yóu)排(pái)放(fàng)的醛酮類和苯係(xì)物(wù)濃(nóng)度(dù)水(shuǐ)平相(xiāng)當。相比之下(xià)，大豆(dòu)油(yóu)在高溫狀態(tài)下產生的 VOCs 濃(nóng)度（31995.37 ppm）最高，而花(huā)生(shēng)油和調和油(yóu)的VOCs 排(pái)放濃(nóng)度(dù)相當。綜(zōng)上(shàng)所(suǒ)述，烹飪油煙(yān) VOCs 的化(huà)學成分主(zhǔ)要(yào)包括(kuò)烴(tīng)類，醛酮(tóng)，醇類及(jí)其他雜環(huán)化合物。不同食(shí)用油在高(gāo)溫(wēn)狀(zhuàng)態(tài)下(xià)排放(fàng)的 VOCs 種(zhǒng)類和濃度(dù)都不(bù)相同，其(qí)中富含(hán)不飽(bǎo)和脂(zhī)肪酸的(dí)植物(wù)油產(chǎn)生(shēng)的油煙(yān)VOCs濃度(dù)最高(gāo)。
為了(liǎo)解(jiě)不同(tóng)類型餐(cān)飲(yǐn)源(yuán)對 VOCs 排放(fàng)的種類(lèi)和濃度(dù)水平(píng)的影響，圖(tú) 2 對(duì)比了(liǎo)不同(tóng)菜(cài)係油(yóu)煙 VOCs 濃度(dù)水平和種(zhǒng)類。Huang 等(děng)重點研究上海(hǎi)五種類(lèi)型餐(cān)館(guǎn)（火鍋(guō)，川(chuān)菜(cài)，粵(yuè)菜，西(xī)餐和(hé)正宗(zōng)上(shàng)海菜）VOCs 的排放(fàng)特性(xìng)。研(yán)究(jiū)發現，火(huǒ)鍋在(zài)室內(nèi)排放油煙(yān)產生的(dí)VOCs質量(liáng)濃(nóng)度(dù)最高(gāo)(1.90 mg/m3)，其(qí)次(cì)是川(chuān)菜(1.41 mg/m3)，西(xī)餐(cān)（0.66 mg/m3)，粵菜(cài)(0.63 mg/m3
)和上(shàng)海菜(cài)(0.61 mg/m3)。烷(wán)烴(tīng)是五(wǔ)種(zhǒng)菜(cài)係(xì)的(dí)主要(yào) VOC 汙染物，所占比例(lì)為(wéi) 34.4%~71.7%。崔彤等(děng)研究(jiū)北京(jīng) 5 家(jiā)不同(tóng)菜係（燒烤類，中餐，西(xī)餐，川(chuān)菜(cài)和(hé)浙菜(cài)）油煙 VOCs 的(dí)排放特征。結(jié)果顯示，5 種菜(cài)係(xì)油煙(yān) VOCs 的排放濃度從高(gāo)到(dào)低依(yī)次(cì)為：燒烤(kǎo)類（12.22 mg/m3）>中(zhōng)餐（4.28 mg/m3）>西餐（5.79 mg/m3）>川菜(cài)（5.45 mg/m3）>浙(zhè)菜（3.93 mg/m3）。燒烤(kǎo)類與非(fēi)燒(shāo)烤類(lèi)菜係(xì)油煙排放的汙(wū)染(rǎn)物(wù)種類有(yǒu)顯(xiǎn)著(zhù)差別。燒烤類 VOCs 排放主(zhǔ)要是以(yǐ)烴(tīng)類化(huà)合(hé)物為主，占所(suǒ)有(yǒu)組分(fēn)的 89.65% 。非燒(shāo)烤類菜係(xì)的(dí)烹飪排放(fàng)中，烷烴(tīng)和醛類是主(zhǔ)要(yào)汙(wū)染(rǎn)物。徐(xú)敏(mǐn)等[以北(běi)京(jīng)烤(kǎo)鴨作(zuò)為研(yán)究對象，通過氣相(xiāng)色(sè)譜–質譜聯用(yòng)儀分析，共檢測(cè)出(chū) 58 種 VOCs。其(qí)中醛酮類和(hé)脂類(lèi)等碳鏈較(jiào)短的化(huà)合(hé)物(wù)含量較(jiào)高(gāo)，C1-C3 物(wù)質(zhì)所占(zhān)比例 72.27%。同(tóng)時(shí)指出，由於烤(kǎo)鴨烤製溫度(dù)較(jiào)高，使(shǐ)大(dà)分子物質(zhì)分(fēn)解為(wéi)小分子物質(zhì)，與烹飪(rèn)油(yóu)煙產(chǎn)生的(dí)有機物濃度(dù)大不相同，因(yīn)此不具(jù)有(yǒu)明顯的(dí)綫性(xìng)相關。
圖 2 不同餐飲源(yuán) VOCs 排放(fàng)濃度
1.3 油(yóu)煙的(dí)危害
1.3.1 環境效應
餐(cān)飲(yǐn)油煙的排放對空氣質(zhì)量和人類健康都有(yǒu)顯(xiǎn)著(zhù)影響(xiǎng)，其(qí)具(jù)體(tǐ)環境效應(yīng)和健康風(fēng)險(xiǎn)如圖
3 所(suǒ)示(shì)。烹飪(rèn)產生(shēng)的 PM2.5等(děng)細(xì)顆粒(lì)物是城(chéng)市(shì)環(huán)境霧(wù)霾汙(wū)染和室內(nèi)汙染的重要貢獻(xiàn)者。有研究表明，與西方烹飪風(fēng)格相(xiāng)比，中國(guó)烹(pēng)飪(rèn)風格所(suǒ)產(chǎn)生(shēng)的(dí) PM2.5 含量較高(gāo)。活性(xìng) VOCs 能促進(jìn)大(dà)氣中(zhōng)的羥基自(zì)由基(jī)，臭氧(yǎng)和二(èr)次有機(jī)氣溶膠(secondary organic aerosol，SOA)的(dí)形成(chéng)，
導致(zhì)光(guāng)化學煙霧(wù)事件(jiàn)並(bìng)加快二次顆(kē)粒物(wù)的生(shēng)成，對城市(shì)和區域環(huán)境質量影響較(jiào)大究表(biǎo)示(shì)，烹飪會釋放出 SOA 前體，例如烯烴(<C10)，初級半揮(huī)發(fā)性(xìng)，中間(jiān)揮(huī)發性有機化合(hé)物(wù)（primary semi-volatile and intermediate-volatility organic compounds，SVOCs 和(hé) IVOCs）等(děng)。同時，Hayes 等(děng)通過(guò)建模顯示，烹飪排放的 SVOCs和IVOCs占洛杉(shān)磯市中心SOA質量(liáng)19%-35%。假(jiǎ)設烹(pēng)飪排(pái)放具(jù)有(yǒu)SVOCs和(hé)IVOCs的(dí)揮(huī)發(fā)性(xìng)分(fēn)布，該結(jié)果表(biǎo)明(míng)烹(pēng)飪(rèn)與(yǔ)
汽(qì)車尾氣具(jù)有(yǒu)相(xiāng)同(tóng)的 SOA 排放產量。
1.3.2 毒(dú)理(lǐ)學(xué)效應(yīng)
烹飪(rèn)排放的汙染物包含多種有毒化合物，研究表(biǎo)明，這些化(huà)合物對(duì)人(rén)體(tǐ)產(chǎn)生肺(fèi)毒(dú)性(xìng)，免(miǎn)疫毒(dú)性，遺(yí)傳(chuán)毒(dú)性和潛在致(zhì)癌性(xìng)等。Lu等設(shè)計(jì)十一(yī)種烹飪(rèn)菜(cài)肴(yáo)研究中國(guó)家庭烹(pēng)飪呼吸(xī)區PM2.5 的排放及(jí)對人(rén)體健康的(dí)影(yǐng)響。結(jié)果表明(míng)，烹飪(rèn)的(dí)直接(jiē)呼吸區(qū) PM2.5 平均濃(nóng)度(dù)接(jiē)近0.60mg/m3，比(bǐ)中國(guó)國(guó)家室外(wài)空(kōng)氣(qì)標準（GB3095-2012，0.075 mg/m3）高約(yuē)8倍，可導致較(jiào)高的(dí)人(rén)類健(jiàn)康(kāng)風(fēng)險(xiǎn)。油煙汙(wū)染(rǎn)的(dí)潛(qián)在健康(kāng)風(fēng)險(xiǎn)往往會影(yǐng)響到長(cháng)期烹飪的人。劉(liú)占(zhān)琴(qín)等觀察大鼠(shǔ)吸(xī)入1ppm的(dí)油煙對肺(fèi)部的影(yǐng)響。結(jié)果顯(xiǎn)示(shì)，染(rǎn)毒24h後，巨噬細(xì)胞(bāo)有明顯減少，乳酸脫(tuō)氫(qīng)酶(méi)等物質(zhì)含(hán)量(liáng)增(zēng)多，產生急性炎症(zhèng)，對肺組織和機體造(zào)成(chéng)損(sǔn)傷。實(shí)驗和(hé)調查發現，烹飪(rèn)被(bèi)認(rèn)為是非(fēi)吸煙(yān)亞(yà)洲婦女患有肺(fèi)癌有(yǒu)關(guān)的(dí)主要因(yīn)素之一(yī)，相對(duì)風(fēng)險為(wéi) 1.4-3.8。同(tóng)時，油煙顆粒黏(nián)附在(zài)皮膚(fū)上(shàng)會(huì)加(jiā)速皮膚(fū)組(zǔ)織(zhī)老(lǎo)化(huà)，生(shēng)成皺紋，色(sè)斑(bān)等。
圖 3 餐飲油煙 VOCs 的環境(jìng)效應(yīng)與健康(kāng)風險示(shì)意圖(tú)
⦁油煙 VOCs 淨化技(jì)術
餐飲油煙(yān)的淨化主要是(shì)針對(duì) VOCs 廢氣(qì)的處(chǔ)理。VOCs 控製技(jì)術分(fēn)為(wéi)回收技術和破(pò)壞(huài)性技(jì)術(shù)。回收(shōu)技(jì)術(shù)是對汙染(rǎn)物進行(háng)物理處理(lǐ)，主要包(bāo)括吸附(fù)法，吸收(shōu)法(fǎ)等；破壞性(xìng)技術(shù)是(shì)用化學(xué)方(fāng)法(fǎ)將(jiāng)VOCs氧(yǎng)化分解為CO2 和(hé) H2O 等無汙染的物質，主(zhǔ)要包括(kuò)催(cuī)化燃(rán)燒法(fǎ)，低(dī)溫(wēn)等(děng)離子(zǐ)體(tǐ)法等。兩種控(kòng)製技術(shù)的(dí)工作(zuò)原理(lǐ)和(hé)性能對比如(rú)表(biǎo) 1。
表 1 油煙(yān) VOCs 淨化技術(shù)工作原理(lǐ)與(yǔ)性(xìng)能對比
2.1 回收技術(shù)
2.1.1 吸附法(fǎ)
吸(xī)附(fù)法的基礎是(shì)多(duō)孔性材(cái)料(liào)選擇性的(dí)從(cóng)油(yóu)煙廢氣中(zhōng)吸收一(yī)種或多(duō)種(zhǒng) VOCs。根(gēn)據(jù)吸(xī)附劑(jì)的(dí)性(xìng)質(zhì)不(bù)同(tóng)，一(yī)般(bān)可(kě)分為無機吸(xī)附(fù)劑(jì)，有(yǒu)機(jī)吸附(fù)劑以及無機-有(yǒu)機混合(hé)吸(xī)附(fù)劑。表(biǎo)2對比
了用於VOCs處理(lǐ)的(dí)吸(xī)附劑性(xìng)能和工作條件(jiàn)。
表 2 吸附(fù)劑的工作條件(jiàn)和(hé)吸附能(néng)力(lì)對比
劉超(chāo)等考察(chá)用碳(tàn)化(huà)法(fǎ)製(zhì)備(bèi)的油茶果殼(ké)炭吸(xī)附(fù)劑對油煙的吸附(fù)性能。結(jié)果(guǒ)顯示，油(yóu)茶果殼炭(tàn)達到(dào)吸(xī)附最(zuì)大容量（122.6 mg/g）的*條(tiáo)件(jiàn)為：油煙進(jìn)口(kǒu)濃度為(wéi) 50 mg/m3，體(tǐ)積空速(sù) 1.7/h，吸附劑(jì)床層高度(dù)為(wéi) 40cm。魏玉(yù)濱(bīn)等(děng)利用負(fù)載MnO2的(dí)蜂(fēng)窩(wō)活性(xìng)炭(tàn)與(yǔ)臭氧(yǎng)協(xié)同(tóng)作(zuò)用(yòng)考察其對油(yóu)煙VOCs 特征汙染物(wù)乙醇(chún)的吸(xī)附(fù)性能(néng)。負載(zǎi) MnO2活(huó)性炭對(duì)乙(yǐ)醇具有(yǒu)明(míng)顯的(dí)吸附(fù)緩衝性(xìng)能和催化氧(yǎng)化分(fēn)解的(dí)作用(yòng)。在反應時間<150 min 時，乙(yǐ)醇(chún)去除率(shuài)達(dá)到 80%-90%。然而(ér)當反應(yīng)時(shí)間>150 min，吸(xī)附(fù)劑性能(néng)下(xià)降(jiàng)，最(zuì)終(zhōng)去除率(shuài)維持在(zài) 30% -40%。Lee等將(jiāng)椰(yē)子殼(ké)活性(xìng)炭（GAC）表麵進行(háng)酸(suān)和鹼改(gǎi)性(xìng)，探究(jiū)經過酸(suān)或鹼(jiǎn)處理後(hòu)的(dí) GAC 對鄰二甲苯的(dí)吸附性能。結果(guǒ)表明，在鄰二甲(jiǎ)苯(běn)濃度為 393-504 mg/m3，吸附停(tíng)留 16.8 s 的(dí)條件下，經過鹼(jiǎn)處理(lǐ)的(dí)GAC 吸(xī)附(fù)容量最(zuì)大（305.7 mg/g），與(yǔ)酸處理後的(dí)GAC相比，鹼處(chǔ)理(lǐ)後(hòu)的(dí)GAC表(biǎo)麵接(jiē)受(shòu)量增加26.5%。Cosseron 等(děng)用水(shuǐ)熱法分別合成(chéng)矽(guī)石-1 沸石(shí)，SSZ-23 沸(fèi)石，CHA 型沸石和(hé) BEA 型(xíng)沸石四種吸附(fù)劑(jì)，在三種(zhǒng)不同的溫(wēn)度 25，75 和 150℃下，分(fēn)別考(kǎo)察(chá)其動(dòng)態(tài)吸附(fù)丙酮(tóng)能力。實(shí)驗測(cè)得，在(zài)25℃時，四(sì)種(zhǒng)吸(xī)附(fù)劑的吸(xī)附能(néng)力最大，依(yī)次(cì)為(wéi)：BEA 型沸石(shí)（141.1 mg/g）> CHA 型(xíng)沸(fèi)石（124.9 mg/g）>矽石-1 沸(fèi)石（105.7 mg/g）>SSZ-23 沸(fèi)石（5.81 mg/g）。
吸(xī)附(fù)法被(bèi)較(jiào)多應用於(yú)VOCs 的分(fēn)離(lí)和(hé)回收/銷毀(huǐ)，但(dàn)吸(xī)附(fù)劑利(lì)用率較低，設備維護成本較高(gāo)，對於吸附(fù)油煙(yān) VOCs 的應用(yòng)案例(lì)較(jiào)少。因(yīn)此，選(xuǎn)擇(zé)合適(shì)的吸附(fù)劑(jì)對有(yǒu)效吸附油(yóu)煙(yān) VOCs至(zhì)關重(zhòng)要。一(yī)種(zhǒng)理(lǐ)想(xiǎng)的去除VOCs的吸附(fù)劑應具有：高(gāo)吸附(fù)容量(liáng)，熱(rè)穩(wěn)定(dìng)性(xìng)強(qiáng)以及(jí)高(gāo)疏水(shuǐ)性等優(yōu)良(liáng)性質。既保證(zhèng)了循(xún)環吸(xī)附再生的使用，同時克服(fú)常見的水蒸氣(qì)的競爭(zhēng)性吸附。
2.1.2吸(xī)收法(fǎ)
吸收法的淨化效果(guǒ)往往(wǎng)跟(gēn)吸收液的選(xuǎn)擇(zé)和吸(xī)收設備有關。肖瀟采(cǎi)用(yòng)鼓泡吸收(shōu)的方式，考(kǎo)察合適配比(bǐ)的(dí)氟碳微(wēi)乳(rǔ)液(yè)吸收劑(jì)對(duì)甲苯(běn)的吸(xī)收(shōu)性能(néng)。當(dāng)實驗(yàn)時間<1500 min，甲(jiǎ)苯濃度(dù)<4000 mg/m3，處(chǔ)理容量為 1-2 m3/(kg·h)時(shí)，甲苯的淨(jìng)化(huà)率大於 90%。楊(yáng)驥等用(yòng)質(zhì)量分數為 1%的(dí) NaOH 與 1%洗滌劑(jì)的(dí)混合(hé)液為吸收液(yè)，測定其(qí)對(duì)油煙的淨(jìng)化率。實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)吸收塔(tǎ)填(tián)料高(gāo)度為 5-6 cm，淋洗(xǐ)量(liáng)為300ml/min 時，淨化(huà)效率(shuài)達到 80%以上。但連續(xù)使用 3d，每(měi)天使用 1h 後，吸收液會出現(xiàn)渾(hún)濁，絮凝(níng)的(dí)現象(xiàng)。
為(wéi)進(jìn)一步提(tí)高(gāo)吸收(shōu)效(xiào)率，研(yán)究(jiū)人員也(yě)進(jìn)行(háng)了大(dà)量實(shí)驗(yàn)，嘗(cháng)試開(kāi)發新(xīn)型吸收設備，其中超重力旋(xuán)轉填料床是(shì)目前較為(wéi)典型(xíng)的(dí)一(yī)種新型(xíng)吸收(shōu)技(jì)術。劉(liú)海(hǎi)弟[36]等(děng)用(yòng)不同種(zhǒng)類(lèi)的(dí)吸收(shōu)液，研(yán)究旋轉(zhuǎn)填料(liào)床對油(yóu)煙(yān)的(dí)吸收(shōu)性能。結(jié)果表明(míng)，當以(yǐ)0.2%的十六(liù)烷基(jī)基(jī)溴化銨（CTAB）水(shuǐ)溶液為(wéi)吸收(shōu)液(yè)，旋轉(zhuǎn)床(chuáng)轉(zhuǎn)速為 900-1000 r/min 時(shí)，油煙淨(jìng)化效(xiào)率接近 80%，同時(shí)也(yě)有效證(zhèng)明了(liǎo)超重力技術(shù)可以顯著(zhù)提(tí)高氣體在介質中的傳質(zhì)速率(shuài)。張(zhāng)秀(xiù)東研究超(chāo)重(zhòng)力油(yóu)煙淨(jìng)化設備的淨(jìng)化效(xiào)率(shuài)並考(kǎo)察不同濃度(dù)的鹼性吸收(shōu)液(yè)的吸收性能。結(jié)果(guǒ)表(biǎo)明(míng)，當鹼性(xìng)溶(róng)液濃度(dù)為(wéi)5%時，在超(chāo)重(zhòng)力(lì)因子β為257，氣液比為(wéi)600的條(tiáo)件下(xià)，油(yóu)煙淨化(huà)率能達到92%。
吸收(shōu)法(fǎ)淨(jìng)化效率較高，並可回(huí)收利用(yòng)廢(fèi)氣中(zhōng)的有(yǒu)用物(wù)質。但吸(xī)收設(shè)備占(zhān)地(dì)麵(miàn)積大，且吸收廢(fèi)液的(dí)處(chǔ)理並(bìng)沒(méi)有(yǒu)規範合(hé)理的方法，易(yì)產生(shēng)二(èr)次汙染，在油煙淨化行業(yè)也未(wèi)大(dà)力推(tuī)行。
2.2 破壞技術(shù)
2.2.1生物(wù)降解法
生物(wù)降(jiàng)解(jiě)法是(shì)涉及(jí)氣(qì)，液，固三(sān)相及(jí)生化降解(jiě)的過(guò)程，影響因素較(jiào)多，國內主要(yào)集中在優勢(shì)高效菌種(zhǒng)的(dí)篩(shāi)選(xuǎn)，填(tián)料性質的研究(jiū)及(jí)工藝的研(yán)究(jiū)等(děng)，但(dàn)其相(xiāng)關(guān)研究(jiū)和實(shí)際應用(yòng)還並(bìng)不多。在實(shí)驗(yàn)室(shì)規(guī)模上(shàng)，馬紅妍(yán)利用生物降解(jiě)法，從被油(yóu)煙長期(qī)汙染的土(tǔ)壤中篩(shāi)選出(chū)混合(hé)菌(jūn)株作為掛(guà)膜(mó)微生(shēng)物，選(xuǎn)用玉(yù)米(mǐ)芯(xīn)為(wéi)填料進(jìn)行油煙淨(jìng)化(huà)實(shí)驗。結(jié)果(guǒ)表明在係(xì)統運行穩定後，在(zài)保證降解率(shuài)和(hé)排(pái)放濃(nóng)度(dù)兩(liǎng)項指(zhǐ)標的(dí)前(qián)提下，油煙(yān)廢(fèi)氣(qì)進氣濃度(dù)低於40.0 mg/m3 時(shí)，出氣(qì)濃度(dù)可達到(dào) 0mg/m3，此(cǐ)時(shí)油(yóu)煙(yān)廢(fèi)氣(qì)去除率(shuài)保持(chí)在90%以(yǐ)上(shàng)。廖(liào)雷等通(tōng)過(guò)活性汙泥(ní)馴化(huà)，對烹(pēng)飪(rèn)煙(yān)霧中汙染物的(dí)生(shēng)物降解性進行(háng)了研究。結(jié)果表(biǎo)明，在進(jìn)氣(qì)口溫(wēn)度為 50-70℃，油(yóu)煙(yān)濃度低於(yú)33mg/L時，淨(jìng)化率為(wéi)80%以上。
劉超(chāo)等(děng)利(lì)用(yòng)馴(xùn)化成熟(shú)的活性汙泥(ní)進(jìn)行油煙生(shēng)物降解的研究。結(jié)果(guǒ)顯示(shì)，初(chū)始階段36h內液相油煙濃度(dù)由(yóu)32.11 mg/L 迅速降至14.45 mg/L，比降解(jiě)速率為0.001699 h-1，降解率可(kě)維持在80%以上(shàng)。然而(ér)隨著降解時間(jiān)的(dí)增加，比降解(jiě)速率(shuài)逐漸減小(xiǎo)至0.000447 h-1，說明(míng)油煙濃度過低時，不足以提(tí)供(gōng)微(wēi)生(shēng)物(wù)營(yíng)養，導致(zhì)降解速(sù)率降低。
生(shēng)物(wù)降解法設備簡單，油(yóu)煙(yān)淨(jìng)化(huà)效率(shuài)較高(gāo)。但易受(shòu)溫度(dù)，進氣(qì)流(liú)量等影響(xiǎng)，降解效(xiào)率(shuài)下(xià)
降。目前(qián)，也尚未在(zài)油煙淨化(huà)行業較多應用(yòng)。
2.2.2催(cuī)化(huà)燃燒法
近年來，大量(liáng)研究(jiū)集(jí)中於(yú)通(tōng)過催(cuī)化氧(yǎng)化(huà)對揮發(fā)性有(yǒu)機(jī)化(huà)合(hé)物(wù)進行(háng)降(jiàng)解。一(yī)般(bān)來(lái)說，在這些過程(chéng)中使用的(dí)兩種基(jī)本類(lèi)型(xíng)的(dí)催化劑(jì)：負載(zǎi)貴(guì)金屬(shǔ)催(cuī)化劑和過(guò)渡金(jīn)屬(shǔ)氧(yǎng)化物。貴(guì)金(jīn)屬(shǔ)基催(cuī)化劑有 Pt，Pd，Au 等，由於其*的活(huó)性和(hé)易(yì)於(yú)再生而(ér)得到研究(jiū)。然(rán)而，其應用受到高成本，熱(rè)穩(wěn)定(dìng)性(xìng)差(chà)等(děng)限(xiàn)製(zhì)。近年來，過(guò)渡金(jīn)屬氧化物催化(huà)劑(jì)由(yóu) Cu，Co，Ce 等元(yuán)素組成(chéng)。因(yīn)具(jù)有較高(gāo)的催化活(huó)性和良(liáng)好(hǎo)的(dí)熱穩(wěn)定性(xìng)，被(bèi)認(rèn)為(wéi)是貴(guì)金(jīn)屬催(cuī)化劑的合(hé)適(shì)替(tì)代(dài)品。表 3總(zǒng)結了近年來(lái)用於(yú)催化(huà)降解油煙VOCs的金(jīn)屬催(cuī)化(huà)劑(jì)。
表 3 不(bù)同金屬催(cuī)化劑的油煙淨化(huà)率(shuài)
近(jìn)年(nián)來，對(duì)於(yú)負載型(xíng)金屬催(cuī)化劑的研究(jiū)越(yuè)來越多(duō)。金屬(shǔ)載(zǎi)體的負(fù)載方式和種(zhǒng)類不(bù)同(tóng)都會對(duì)催化劑的穩(wěn)定性和(hé)活(huó)性產(chǎn)生影響(xiǎng)。柯(kē)琪等采用等體積浸漬(zì)法，在(zài)γ-Al2O3 材(cái)料上(shàng)負(fù)載不(bù)同含量的CuO 製(zhì)備(bèi)了(liǎo)一係(xì)列(liè)CuO/γ-Al2O3 催化(huà)劑(jì)並(bìng)考察其對對(duì)油(yóu)煙(yān)催化(huà)性能。結(jié)果顯示，當催(cuī)化(huà)劑(jì)載體負(fù)載20%的(dí)氧化銅(tóng)，氣體流(liú)量(liáng)為5 L/min，催化溫度 350℃時，對(duì)油(yóu)煙(yān)廢氣淨(jìng)化率可達88.6%。而邱晉卿以(yǐ)γ-Al2O3 為(wéi)載體製備(bèi) La0.8Sr (0.2) MnO3/γ-Al2O3 催(cuī)化(huà)劑(jì)並利(lì)用自製的油煙(yān)裝(zhuāng)置(zhì)測試(shì)其(qí)催化效果。當 La0.8Sr (0.2) MnO3 的負載(zǎi)量為(wéi) 20%，催(cuī)化(huà)溫(wēn)度為(wéi)250℃時，油(yóu)煙(yān)淨化效率達(dá)97.3%。
金(jīn)屬載體(tǐ)的負(fù)載(zǎi)量(liáng)和促進劑的(dí)添(tiān)加也(yě)會對(duì)催(cuī)化劑的穩定(dìng)性和活(huó)性(xìng)產(chǎn)生影響(xiǎng)。左樂[以(yǐ)γ-Al2O3 為載體，製備(bèi)一係列(liè)負載量(liáng)不同的La0.8Ce0.2CoO3/γ-Al2O3 催(cuī)化劑。負載量(liáng)為30%的La0.8Ce0.2CoO3/γ-Al2O3 催化劑在(zài)催化(huà)溫度(dù)為(wéi) 300℃時，油(yóu)煙廢氣的淨(jìng)化為 88%，但(dàn)對於苯係物質並(bìng)不能(néng)*降(jiàng)解。王(wáng)建以(yǐ)摻(chān)雜(zá)不同 Mn 含(hán)量（0~40%）的 Ce0.5–xZr0.5–xMn2xO2為載體，製備(bèi)一係(xì)列新(xīn)型(xíng)催化劑並(bìng)測試其對烹飪油煙(yān)的催(cuī)化效(xiào)果。結(jié)果表(biǎo)明，當 Mn 含量(liáng)20%（X=0.1）時(shí)製(zhì)備的 Pt/γ-Al2O3/Ce0.4Zr0.4Mn0.2O2催化劑催化性(xìng)能較(jiào)好，油煙*轉(zhuǎn)化溫(wēn)度僅為222℃。Yang 等以 Al2O3 為(wéi)載體(tǐ)，MnO2/CuO為原料，研製了一(yī)種新型催化劑並(bìng)測試(shì)其對(duì)油煙的淨化效(xiào)果(guǒ)。實(shí)驗(yàn)表明，催化劑 MnO2/CuOAl2O3與油(yóu)煙廢氣(qì)接(jiē)觸時間(jiān)小(xiǎo)於1s，可(kě)以(yǐ)礦(kuàng)化(huà)大多(duō)數有機物。當接(jiē)觸時間延長至(zhì) 3.18 s，可以在(zài) 200℃的低溫下實(shí)現96%的(dí)淨化(huà)效(xiào)率(shuài)。催化燃燒法(fǎ)是目前(qián)控(kòng)製(zhì)末端 VOC 排放(fàng)的最有前途的方法之一(yī)。催(cuī)化(huà)燃(rán)燒法可以(yǐ)有效處理(lǐ)中(zhōng)，低濃度的VOCs，在相對(duì)較低的溫(wēn)度下實(shí)現 VOCs 的分(fēn)解，減少(shǎo)二次汙(wū)染。因(yīn)此(cǐ)，對於(yú)催化劑的(dí)設(shè)計(jì)和製(zhì)備(bèi)的研究仍是當(dāng)下的(dí)熱(rè)點問(wèn)題。
2.2.3低溫等離子(zǐ)體技術(shù)
低溫(wēn)等離(lí)子(zǐ)體已被報(bào)道(dào)為一(yī)種(zhǒng)非常有(yǒu)效的VOCs分解方(fāng)法，它可(kě)在(zài)短停留(liú)時間(jiān)內實(shí)現(xiàn)高電子(zǐ)能量，使VOCs化學(xué)鍵斷裂(liè)，達到(dào)淨化(huà)效果。常(cháng)用於VOCs降解的低(dī)溫(wēn)等離子體放電方式可以分為：滑動(dòng)電弧放(fàng)電，電(diàn)暈放(fàng)電，輝(huī)光(guāng)放(fàng)電(diàn)，介質阻(zǔ)擋放電等。吳蕭等分別測(cè)定不(bù)同介(jiè)質(zhì)阻擋放電反(fǎn)應(yīng)器對烹飪(rèn)油煙(yān)中(zhōng)三種典(diǎn)型 VOCs（苯(běn)，二氯(lǜ)甲烷）的(dí)淨(jìng)化率。結(jié)果表(biǎo)明，低溫(wēn)等離(lí)子體(tǐ)法對鹵(lǔ)代(dài)烴(tīng)降(jiàng)解效果較(jiào)好，而芳香(xiāng)烴相對較(jiào)難(nán)；無(wú)論(lùn)工(gōng)藝(yì)條件如何(hé)，與單(dān)介質(zhì)反應(yīng)器相比(bǐ)，雙介質反(fǎn)應器對(duì)三種(zhǒng)有機(jī)物的降(jiàng)解(jiě)效果較好。以苯為例，當(dāng)雙介(jiè)質反(fǎn)應器(qì)放電(diàn)功率(shuài)為63.9 W，混合氣(qì)體(tǐ)濃度低(dī)於(yú) 696 mg/m3，氣(qì)體流(liú)速(sù)為 100 L/h 時，有(yǒu)機(jī)物的(dí)降解率(shuài)在 90%以(yǐ)上(shàng)。Holzer F 等以(yǐ)低 ppmv 濃(nóng)度的(dí) 2-甲基(jī)吡(pǐ)嗪，壬醛，反式(shì)-2-壬烯醛等(děng)為目標混(hùn)合物，分別研究(jiū)其(qí)在不(bù)同(tóng)環境(jìng)條件下（潮(cháo)濕空氣和(hé)氧(yǎng)氣(qì)，氬氣(qì)混合物）低(dī)溫等離(lí)子體的氧化。結(jié)果表明，在 25 kV 電壓(yā)下，與(yǔ)氧氣(qì)和氬(yà)氣混(hùn)合(hé)物條(tiáo)件(jiàn)相(xiāng)比，潮(cháo)濕(shī)空(kōng)氣下(xià)O3 和 CO 產生(shēng)濃(nóng)度較低，分(fēn)別(bié)為2100 ppmv 和(hé)50ppmv，並且對CO2選擇性較高，轉化率可達(dá)到92%。該(gāi)實驗證明(míng)了低溫(wēn)等離(lí)子(zǐ)技術作為降(jiàng)解烹(pēng)飪(rèn)產生(shēng)的VOCs的(dí)潛(qián)力，提(tí)出了(liǎo)等離(lí)子體催(cuī)化與(yǔ)等離(lí)子(zǐ)吸附(fù)的(dí)方法(fǎ)設想(xiǎng)，為(wéi)後續(xù)實(shí)驗(yàn)研(yán)究提(tí)供(gōng)了(liǎo)新(xīn)思路。
低(dī)溫等離子(zǐ)體技術在(zài)操(cāo)作方便，能耗(hào)低，氧(yǎng)化降解活(huó)性高等(děng)方麵表現(xiàn)出(chū)巨(jù)大的優勢(shì)。但(dàn)該技(jì)術高效處理(lǐ)的同(tóng)時，易導致二次(cì)產物的形(xíng)成(chéng)，能(néng)源(yuán)效率較低(dī)，甚至增加(jiā)了(liǎo)氣(qì)體(tǐ)總毒性。因此，該技術(shù)仍需(xū)進一(yī)步(bù)優化。
2.2.4復合(hé)技術(shù)
⦁等離(lí)子體(tǐ)–催(cuī)化(huà)技術
等離子體–催化技(jì)術(shù)副產(chǎn)物的(dí)形成(chéng)和(hé)低能(néng)量(liáng)效(xiào)率(shuài)限製(zhì)了等(děng)離子(zǐ)體技術的應用。為解決該問(wèn)題，可(kě)以采(cǎi)用等離子體(tǐ)–催(cuī)化技術(shù)，催化(huà)劑的加(jiā)入(rù)可以有(yǒu)效(xiào)地(dì)提高係統(tǒng)效率(shuài)，特別(bié)是對於低濃度的 VOCs 降(jiàng)解。圖 4 為 VOCs 在等離子體(tǐ)–催化(huà)係(xì)統中可(kě)能發生的降解(jiě)機理[51]。催化反應的(dí)兩個(gè)重要(yào)模型(xíng)是活(huó) 性 位(wèi) 點 （ Langmuir-Hinshelwood ） 模 型 和 氣(qì) 固 界(jiè) 麵 （ Eley-Rideal ）模(mó)型(xíng) 。Langmuir-Hinshelwood 機(jī)製是(shì)類(lèi)似活動(dòng)位點上兩(liǎng)個吸附(fù)分子(zǐ)之間的(dí)表麵反(fǎn)應；Eley-Rideal機(jī)製(zhì)是吸附分子(zǐ)和氣相(xiāng)分子(zǐ)之(zhī)間的反(fǎn)應[52]。放電(diàn)產生(shēng)的活性粒子和 VOCs 吸附(fù)在催(cuī)化劑表(biǎo)麵，在(zài)兩(liǎng)種模型下發生(shēng)反應，將(jiāng) VOCs 及(jí)其中(zhōng)間產物降(jiàng)解(jiě)，減(jiǎn)少副產(chǎn)物生成。
圖(tú) 4 VOCs 在(zài)典(diǎn)型(xíng)低(dī)溫等離子體(tǐ)?催化體(tǐ)係(xì)內的降解機理
Li 等(děng)用(yòng)等離子體-催(cuī)化法(fǎ)分別用(yòng)於(yú)乙(yǐ)醛(quán)和(hé)苯的降解(jiě)。結(jié)果(guǒ)表(biǎo)明(míng)，單(dān)一(yī)的介質(zhì)阻(zǔ)擋放(fàng)電法對(duì)乙(yǐ)醛和苯的去除率分別(bié)達到 62.0%和 39.1%，同(tóng)時(shí)產生了一(yī)些(xiē)毒性(xìng)副產(chǎn)品和有(yǒu)機(jī)物中間(jiān)體(tǐ)，如(rú) NOx，O3 等(děng)。特(tè)別(bié)是(shì)，O3 的形(xíng)成可以達到(dào) 180 ppmv 以上(shàng)。而反應(yīng)器(qì)中(zhōng)引入(rù) Co–OMS-2催(cuī)化劑(jì)後，乙醛(quán)的(dí)去(qù)除(chú)效率可保持在(zài) 100% ，並且避免了(liǎo) O3 副產物(wù)的形成(chéng)。Y.S.Mok 等采用γ-Al2O3 顆粒(lì)填料的介(jiè)質(zhì)阻擋放(fàng)電(diàn)反應器處理(lǐ)氣(qì)態甲苯。研(yán)究(jiū)表明(míng)，將吸附甲(jiǎ)苯後(hòu)的(dí)γ-Al2O3 顆粒填料通(tōng)過(guò)反(fǎn)應(yīng)器，甲苯(běn)可(kě)被氧化為(wéi) CO和 CO2，並觀察到在(zài)140w高放(fàng)電功率下，CO和CO2的濃度(dù)下降得更快，可用於(yú)氧化吸附甲苯(běn)的(dí)活性物(wù)質增(zēng)多(duō)。CO和CO2的排放(fàng)在(zài)大(dà)約(yuē)10 min 內完成(chéng)。在 10 min 中(zhōng)輸送(sòng)到(dào)反(fǎn)應器的電能(néng)約(yuē)等(děng)於 84000J，計算出處(chǔ)理甲(jiǎ)苯的(dí)能量產(chǎn)率(shuài)可(kě)達(dá)到 41.2 J/μmol。
Yao等(děng)通過共(gòng)沉澱(diàn)法製(zhì)備三種不(bù)同的(dí)鹼(jiǎn)改(gǎi)性Co-Mn 催(cuī)化(huà)劑(jì)，並(bìng)將(jiāng)其(qí)用於(yú)等(děng)離(lí)子(zǐ)體催(cuī)化(huà)係統(tǒng)中己醛（油煙代表物）的(dí)去除。實(shí)驗(yàn)表明，將未改(gǎi)性(xìng)的 Co-Mn 催化劑放(fàng)入係統中(zhōng)，該(gāi)催化劑(jì)在(zài)短時(shí)間內(nèi)（60 min）吸(xī)附己醛達到飽(bǎo)和。而改性後(hòu)的 CoMn-Na 催化劑則在570 min後達到吸附飽和(hé)，同時(shí)將(jiāng)已吸附飽和的 CoMn-Na 催(cuī)化(huà)劑(jì)放入等離(lí)子體(tǐ)反應(yīng)器中(zhōng)，整個係(xì)統(tǒng)在(zài)體積空速為(wéi) 47700 h-1時，對(duì)己醛的去除(chú)率為99.4％，同時與其他兩種(zhǒng)催化劑相(xiāng)比，Na 改性(xìng)催化劑的CO2選擇性也(yě)提高(gāo)了75.4％。這項(xiàng)實驗證明(míng)了等離子體催(cuī)化係統是(shì)去除(chú)己(jǐ)醛(quán)的一(yī)種(zhǒng)高效(xiào)方法，也可應用(yòng)於實(shí)際(jì)應(yīng)用。
2）低溫等離子(zǐ)體–光催(cuī)化技術
低溫(wēn)等(děng)離(lí)子體與(yǔ)光催化(huà)協同(tóng)的(dí)復(fù)合(hé)技(jì)術(shù)目前還在進行(háng)技(jì)術開發和(hé)試驗研究(jiū)，並未(wèi)產量(liáng)化。等離(lí)子體(tǐ)和光催化處理相(xiāng)結合，可提(tí)高光催化劑表(biǎo)麵的(dí)電(diàn)子激發速(sù)率，進一步(bù)促進光催化劑的(dí)催化(huà)效(xiào)果，同時，也有望解決次(cì)級產物形成的問題(tí)。
Sun 等(děng)以(yǐ)活性炭(tàn)纖維(wéi)為載體，二氧化(huà)鈦（TiO2）為原料製備(bèi)一(yī)種改(gǎi)性(xìng)光(guāng)催(cuī)化劑(jì)並(bìng)考(kǎo)其在等(děng)離(lí)子(zǐ)體反應器(qì)中對(duì)甲苯(běn)的(dí)降解效(xiào)果。結果表明(míng)，與單(dān)一(yī)等離(lí)子體反應(yīng)器(qì)的淨化(huà)效率相比(bǐ)，等(děng)離子體驅動(dòng)的光(guāng)催化係統(tǒng)能顯(xiǎn)著提高(gāo)甲苯的去除效果。在(zài)放電電壓為10 kV 時(shí)，淨化(huà)效率提(tí)高 16%，達到80.91%。黃海保(bǎo)[58]在(zài)穩定(dìng)狀(zhuàng)態下，向等離子體餘(yú)輝區引(yǐn)入UV，UV／TiO2和TiO2，研(yán)究同時(shí)去(qù)除甲(jiǎ)苯和O3的效率。結果(guǒ)表明，引入(rù) UV／TiO2後(hòu)，對(duì)甲(jiǎ)苯的淨化率達(dá)到 82.2%，O3 去除率(shuài)為(wéi)90%。與單一等離子(zǐ)體(tǐ)技(jì)術相(xiāng)比，甲苯(běn)和(hé) O3的(dí)去除率(shuài)分(fēn)別提高了80%和(hé) 87%。低溫(wēn)等離子體與光(guāng)催(cuī)化技術(shù)不僅有(yǒu)效(xiào)提高了甲苯和 O3的(dí)淨(jìng)化(huà)率，也(yě)證實(shí)了 O3作(zuò)為活性氧(yǎng)的前驅體(tǐ)在甲苯的分(fēn)解當中起到(dào)了非(fēi)常重要的作用(yòng)。
3）熱催(cuī)化(huà)–光(guāng)催化(huà)技術
Kong 等分別(bié)測試了(liǎo)Pt/SrTiO3-x 催(cuī)化劑(jì)在不同(tóng)條件(jiàn)下對苯(běn)，甲(jiǎ)苯(běn)和二甲苯的催化(huà)性(xìng)能。其反應機理如圖 5 所示。結(jié)果發(fā)現光(guāng)熱(rè)催化(huà)協(xié)同氧(yǎng)化在可見(jiàn)光照(zhào)明(míng)，溫度(dù)為±150°C 時(shí)，催(cuī)化劑(jì) Pt/SrTiO3-x 活性和(hé)穩定(dìng)性(xìng)更(gēng)高。在(zài)初(chū)始(shǐ)濃度均為 500ppm時，甲苯的(dí)礦(kuàng)化在(zài)反應(yīng) 2 h後可以達(dá)到(dào)95%以上(shàng)，苯(běn)和(hé)二(èr)甲(jiǎ)苯(běn)的礦(kuàng)化在(zài)反應時間 4 h後也均超過(guò)95%。
圖 5 光催(cuī)化(huà) VOCs 在 Pt/SrTiO3-x 上氧(yǎng)化的(dí)原理圖(tú)
復(fù)合(hé)淨化(huà)法是將(jiāng)兩種(zhǒng)及(jí)以上的(dí) VOCs控製方(fāng)法(fǎ)結合(hé)起來，以(yǐ)提高 VOCs去除(chú)效果，減少副產(chǎn)物的生(shēng)成，提高(gāo)淨(jìng)化(huà)設(shè)備(bèi)的淨化(huà)率(shuài)和(hé)重(zhòng)復利(lì)用率。近年來(lái)，復合法降(jiàng)解 VOCs成(chéng)為本領(lǐng)域(yù)的研(yán)究熱(rè)點。
3.安(ān)科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監測雲(yún)平台(tái)
為(wéi)了彌補(bǔ)現(xiàn)存餐(cān)飲(yǐn)行業(yè)在(zài)煙油監(jiān)測上的(dí)漏(lòu)洞(dòng)，同時(shí)便利監(jiān)管部門(mén)的(dí)監察(chá)，安(ān)科瑞油煙監(jiān)測雲(yún)平台應運而(ér)生。油(yóu)煙(yān)監測模塊(kuài)通(tōng)過2G/4G與雲(yún)端(duān)平(píng)台(tái)進行通信(xìn)和(hé)數(shù)據交(jiāo)互(hù)，係(xì)統能夠對(duì)企業餐飲(yǐn)設備(bèi)的(dí)開(kāi)機(jī)狀態，運(yùn)行(háng)狀態進行監控；實現開機率監(jiān)測，淨化(huà)效率(shuài)監測(cè)，設施(shī)停(tíng)運(yùn)告(gào)警(jǐng)，待清洗(xǐ)告警，異(yì)常告警(jǐng)等功能；對(duì)采集數據進行統計(jì)分析，排名(míng)等統計(jì)功(gōng)能(néng)；較(jiào)之傳(chuán)統的(dí)靜電監(jiān)測方(fāng)案，更具實(shí)效性(xìng)。平台預留(liú)與其(qí)他應用(yòng)係(xì)統，設備交(jiāo)互(hù)對接(jiē)接口(kǒu)，具(jù)有(yǒu)很好的擴展性。
3.1 平(píng)台(tái)結構(gòu)
平台(tái)GIS地(dì)圖(tú)采(cǎi)集餐(cān)飲油(yóu)煙處(chǔ)理設備運行狀態和油煙(yān)排放(fàng)的(dí)濃度數據(jù)，自(zì)動(dòng)對(duì)超標排(pái)放(fàng)及異常企業進(jìn)行提示預警(jǐng)，監管(guǎn)部門(mén)可(kě)迅(xùn)速進行處(chǔ)理，督促餐飲(yǐn)企業(yè)整(zhěng)改設(shè)備，並(bìng)定(dìng)期清洗(xǐ)，維護，實現(xiàn)減排(pái)環(huán)保，不擾(rǎo)民等目(mù)的(dí)。現(xiàn)場安裝監測終端(duān)，持(chí)續監測(cè)油煙(yān)淨化器(qì)的工作狀態(tài)，包括設(shè)備運行(háng)的電流(liú)，電(diàn)壓(yā)，功率，耗電(diàn)量(liáng)等(děng)等(děng)，同時結(jié)合(hé)排煙口(kǒu)的揮發(fā)性物質，顆粒物濃度(dù)等(děng)進行(háng)對(duì)比(bǐ)分析(xī)，一(yī)旦排放超標，係統會(huì)發出異(yì)常信號。
■ 油煙監(jiān)測設備用來(lái)監(jiān)測油煙，顆(kē)粒物，NmHc等數(shù)據
■ 淨(jìng)化器(qì)和(hé)風機配合對油(yóu)煙進(jìn)行(háng)淨化(huà)處理，同(tóng)時對(duì)淨化(huà)設備(bèi)的電流，電(diàn)壓(yā)進(jìn)行監測
■ 設備通(tōng)過4G網絡將(jiāng)采(cǎi)集的(dí)數(shù)據上(shàng)傳(chuán)至遠程雲端服務(wù)器
3.2平(píng)台(tái)主要功能(néng)
（1）在(zài)綫監(jiān)測(cè)
對(duì)油(yóu)煙排(pái)汙(wū)數(shù)據(jù)的監測，包(bāo)括(kuò)油煙(yān)排(pái)放濃度(dù)，顆粒(lì)物(wù)，NmHc等數值(zhí)采(cǎi)集監(jiān)測；同時(shí)對監(jiān)控(kòng)風機和(hé)淨(jìng)化器的(dí)啟停狀(zhuàng)態，運(yùn)行(háng)數據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。
(2)告警(jǐng)數(shù)據(jù)監(jiān)測
係(xì)統根據(jù)采(cǎi)集(jí)的(dí)油煙(yān)數(shù)值大小，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的(dí)排放超(chāo)標(biāo)告警(jǐng)；對(duì)淨(jìng)化(huà)器的(dí)運行數(shù)據分(fēn)析(xī)，上(shàng)傳(chuán)淨化(huà)設(shè)備(bèi)對應的運(yùn)行，停機(jī)，故障等告警(jǐng)事件(jiàn)。
(3)數據分(fēn)析(xī)
運行時(shí)長分析，離綫(xiàn)分析；告警(jǐng)占比，排(pái)名分(fēn)析；歷(lì)史數(shù)據統計(jì)等。
(4)隱(yǐn)患管理(lǐ)
係統(tǒng)對(duì)采集(jí)的(dí)告(gào)警數(shù)據(jù)分析，產生(shēng)對應的隱患記錄(lù)，派(pài)發(fā)，處理隱患，及時(shí)處(chǔ)理(lǐ)告警(jǐng)，形成(chéng)閉環(huán)。
(5)統(tǒng)計(jì)分析(xī)
包括時長(cháng)分析，超標分(fēn)析，歷(lì)史(shǐ)數(shù)據(jù)，分析報告等模塊(kuài)。
(6)基(jī)礎(chǔ)數據維護
個人(rén)信息(xī)，權限維護，企業信(xìn)息(xī)錄入，對應測點信(xìn)息(xī)錄(lù)入等。
(7)數據服務(wù)
數據(jù)采集，短信提醒(xǐng)，數據(jù)存(cún)儲和解析。
3.3 油煙(yān)監測主(zhǔ)機
油(yóu)煙監控主機(jī)是現場(cháng)的(dí)管(guǎn)理(lǐ)設備(bèi)，實(shí)時(shí)采(cǎi)集油煙濃(nóng)度(dù)探測器和(hé)工(gōng)況(kuàng)傳(chuán)感(gǎn)器的(dí)信(xìn)號，進行(háng)數(shù)據(jù)處(chǔ)理(lǐ)，通過(guò)有(yǒu)綫或無(wú)綫(xiàn)網(wǎng)絡通(tōng)訊將數據傳輸到(dào)服(fú)務器平(píng)台。同時，對本(běn)地(dì)數據進行存儲，監(jiān)控(kòng)現(xiàn)場設備(bèi)狀(zhuàng)態(tài)，提供(gōng)人(rén)機操(cāo)作界麵。
注：雙(shuāng)探頭適合雙排(pái)煙(yān)通(tōng)道的場合(hé)，每(měi)路(lù)探頭(tóu)監測(cè)1路排煙(yān)通(tōng)道(dào)。
4.結論
餐飲油(yóu)煙作為中國城(chéng)市(shì)地區(qū)的一個大型VOCs排放(fàng)源，嚴(yán)重威脅著生態(tài)環境(jìng)和人體(tǐ)健康。因(yīn)此(cǐ)，餐飲油煙VOCs淨化技(jì)術(shù)仍(réng)迫(pò)切(qiē)需要深入的(dí)研(yán)究(jiū)。
1）本(běn)文綜述了餐(cān)飲油(yóu)煙VOCs的排(pái)放特征。結果表(biǎo)明(míng)，不同烹(pēng)飪風格和烹飪原(yuán)料會導(dǎo)致(zhì)VOCS排(pái)放有很大差異(yì)。不同(tóng)菜(cài)係烹(pēng)飪(rèn)油(yóu)煙(yān) VOCs排(pái)放種類(lèi)和濃(nóng)度有明顯(xiǎn)差異(yì)。典(diǎn)型(xíng)的非(fēi)燒烤(kǎo)類菜係(xì)中以(yǐ)川菜汙染排(pái)放較為嚴(yán)重，主(zhǔ)要以烷烴和(hé)烯烴為主(zhǔ)。燒(shāo)烤類菜(cài)係(xì)以芳香烴類(lèi)化(huà)合(hé)物排放為主。不同食(shí)用(yòng)油(yóu)中，大豆油汙染排放濃度較(jiào)高(gāo)，玉(yù)米(mǐ)油(yóu)則(zé)相對健康(kāng)。目前，國內外(wài)對(duì)餐飲(yǐn)油(yóu)煙VOCs排放特征的(dí)研(yán)究取得了大量成(chéng)果，但(dàn)油煙 VOCs 采樣(yàng)方式(shì)與排(pái)放量的(dí)估(gū)算(suàn)仍需進(jìn)一(yī)步規(guī)範(fàn)。相(xiāng)關部(bù)門(mén)要加(jiā)強(qiáng)小規模及(jí)未注(zhù)冊(cè)餐飲業的排放監(jiān)測，獲得(dé)相(xiāng)關(guān)排(pái)放係數，提高排(pái)放量(liáng)估算的準(zhǔn)確性(xìng)，對製(zhì)定相關(guān)排放標準和(hé)控(kòng)製(zhì)措施具(jù)有指導(dǎo)意義(yì)。
2）目(mù)前(qián)我(wǒ)國(guó)餐飲油(yóu)煙淨化(huà)設(shè)備主要針(zhēn)對(duì)油煙顆粒物的去除，但對(duì)於(yú)油煙VOCs的末端(duān)
治理還(huán)尚(shàng)不*。綜上(shàng)所述，餐(cān)飲(yǐn)油(yóu)煙VOCs淨(jìng)化技術種(zhǒng)類繁多且(qiě)較為(wéi)成熟，回收技術中以吸(xī)附法應用(yòng)較(jiào)多(duō)，但(dàn)該技術大多應(yīng)用於大型(xíng)食品(pǐn)加(jiā)工(gōng)行業，並(bìng)未在中(zhōng)小型餐飲業進行(háng)推(tuī)廣使(shǐ)用。破壞技(jì)術可(kě)大(dà)幅度提(tí)高 VOCs 的淨(jìng)化效率(shuài)，其中(zhōng)以(yǐ)催化燃燒法的應(yīng)用(yòng)較多(duō)。催化燃(rán)燒(shāo)是(shì)一(yī)種(zhǒng)綠色，高效(xiào)的(dí)淨化(huà)技(jì)術，但催化設備(bèi)造(zào)價較(jiào)高(gāo)，占地較廣，並不(bù)適合低成(chéng)本的餐飲油煙(yān) VOCs的(dí)淨化。針對(duì)餐(cān)飲油煙成分的復(fù)雜性和汙染氣(qì)體排放(fàng)情(qíng)況的差(chà)異性，采(cǎi)用(yòng)單一的治理技術已不能滿(mǎn)足(zú)當(dāng)下的治(zhì)理需求(qiú)。因此，為了實(shí)現多種VOCs的大(dà)範圍去除(chú)，通常采用多(duō)技術耦合(hé)，充分(fēn)發揮各種(zhǒng) VOCs 淨(jìng)化技術的(dí)優(yōu)點(diǎn)，實現高(gāo)效降(jiàng)解。根(gēn)據上(shàng)述(shù)VOCs淨化(huà)技(jì)術(shù)的(dí)分析(xī)，低溫(wēn)等離子體與(yǔ)催化(huà)相結(jié)合(hé)在降低能(néng)耗(hào)和(hé)減(jiǎn)少副產物(wù)方麵具有潛(qián)在(zài)優勢，也日(rì)益受(shòu)到(dào)了(liǎo)人們的(dí)關(guān)注。等離(lí)子(zǐ)體(tǐ)催(cuī)化係統可以通(tōng)過(guò)改變催化劑(jì)表(biǎo)麵物理化學性(xìng)質提升(shēng)催(cuī)化(huà)劑(jì)反(fǎn)應活(huó)性，充分利用等離(lí)子與催化(huà)劑(jì)之(zhī)間的(dí)協(xié)同(tóng)作(zuò)用(yòng)，提(tí)高能(néng)量利用(yòng)率(shuài)，實(shí)現油(yóu)煙VOCs的(dí)高(gāo)效(xiào)降(jiàng)解(jiě)。然(rán)而(ér)要實現(xiàn)大規模(mó)產量化和商業化，催(cuī)化劑的(dí)選擇尤(yóu)為(wéi)重(zhòng)要，探究(jiū)兩(liǎng)者(zhě)如(rú)何協同產生更有(yǒu)利(lì)於VOCs降(jiàng)解的物理化(huà)學(xué)變化(huà)仍是(shì)我(wǒ)們未來(lái)的(dí)研究(jiū)重點。同時(shí)，為了踐行國家(jiā)綠(lǜ)色(sè)環保的(dí)發(fā)展理(lǐ)念，選擇環保的油(yóu)煙廢氣處(chǔ)理技術，也是(shì)未(wèi)來重點研(yán)究(jiū)的(dí)方(fāng)向(xiàng)。
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