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    淺談飲食業油煙污染現狀及在線監測系統的設計選型

    發布時間: 2020-07-03  點擊次數: 238次

    摘要:城市餐飲業油煙污染成了困擾主要城市環境保護部門和人民群眾日常生活的主要問題。油煙污染已經成為我國一個重要的污染源,是形成 PM2.5的重要污染源之一,為了解決餐飲業油煙管理方面存在的問題,設計餐飲業油煙在線監控系統,對油煙污染實行在線監測,可以對未來 監管部門提供有效、實用、先進的監控系統解決方案,可以實時、快捷、廣域的進行環境數據監測,提高環保部門的反應能力,并有助實現環保部門的信息化、數字化建設。對于改善城市環境質量,建設和諧社會都有重要意義。

    關鍵詞:油煙污染;在線監控系統;飲食業油煙
     
    0引言
    隨著社會經濟的高速發展,重視人類生存環境逐漸成為人們意識、行動的重要的指導思想。根據環保部的部署,要逐步在一些大中城市建立區域性的環境質量和污染源監測的自動化網絡系統。這幾年,環保部已經對全國主要污染源工業企業分步實施污染源在線監測系統,包括廢水、廢氣、固體廢物等污染物的排放情況實現實時在線監控,并將監控數據實時有效的上傳到環保監控平臺,為各級環保監管部門提供有利證據。油煙在線監測系統,不但實現實時顯示統計凈化器清潔狀態、凈化器開關狀態、風機開關狀態、GPRS狀態 、聯動比率等,同時顯示企業名稱、企業編碼、企業地址、監測時間,并且系統可設置多級登入權限,管理員能夠進行信息發布及互換:也可進行歷史數據及歷史曲線查詢:同時系統又可以自動生成報告、報表等特點 。
     
    1 我國飲食業油煙污染的現狀及成因
    1.1油煙污染現狀及成因
    1.1.1 污染現狀
    飲食業油煙就是指食物烹飪和食品加工過程中揮發的油脂、有機質及熱氧化和熱裂解 產生的混合物,就目來說,已有99種油煙化合物被發現,這也是我國對飲食業油煙越來越重視的原因。
    國內的餐飲油煙污染一直以來部是廣大市民投訴的熱點和難點問題。大量的油煙污染排放不能得到有效的控制,多數餐館開在居民小區、臨街房屋,對環境質量和居民的健康帶來不利的影響。
    1.1.2 油煙污染危害
    飲食服務業排放油煙的成分至少有300多種,主要有脂肪酸、烷烴、酯、芳香化合等,其中至少有數十種危害人體健康。飲食服務業油煙廢氣正和工業廢氣、機動車尾氣一起,被視為大氣的三大“污染殺手 ”。
    油煙對人體健康的危害主要有以下三個方面。
    1.1.2.1 肺臟毒性
    除了吸煙,烹飪已被確定為市內空氣污染的主要來源,并危害著人們的身心健康,而吸入油煙對健康人和慢性支氣管炎病人肺功能有明顯的影響,表明為PEFR、V76、Vso、V25均明顯下降 ,慢性支氣管炎組FVC和FEV也明顯降低,吸入者出現嗆咳、胸悶、氣短等癥狀,說明油煙對氣道有強的刺激作用,使氣道收縮 ,呼吸阻力增加。
    1.1.2.2 增加致癌機率,降低免疫力
    對于長期與油煙接觸的人群進行調查,發現其外周血淋巴細胞SEC和微核率均明顯高于對照組,并隨暴露年限的延長而升高,長期的暴露在油煙中,這可能是患肺癌的 重要因素。大量的研究表明,烹調油煙中存在著能引起基因突變,染色體損傷,NDA損傷等不同生物學效應的細胞遺傳毒性物質,具有肯定的致突變性。其遺傳毒性與食物成份及食用油種類、烹調溫度有關,并隨溫度升高其致突變性增強。烹調油煙氣中的一些致突變物同時也具致癌性,其中苯并芘、揮發性亞硝酸胺、雜環胺類化合物等是已知的致突變、致癌物。
    1.1.2.3 容易產生腫瘤
    從上海大學的一些課題研究可以表明,長期在廚房做飯的女性,其產生肺癌的幾率大大增加2~3倍 ,因為中國女性接觸的油煙比較多,也因此患肺癌機率中國女性占了一定人數在理 ,其原因在于支氣管上皮細胞(BEAS。2B細胞)暴露于 0.1或 I.0¨M 的TT—DDE中,和氧化活性氧(ROS)產生反應所致 。
    1.1.3 油煙污染是PM2.5的重要組成之一
    現在人們幾乎“談 PM2.5色 變 ”,但殊不知 PM2.5一個重要排放源就在我們身邊,即餐飲油煙。據((2013年O4月22目,經濟參考報》報道:中國科學院大氣物理研究所研究員王躍思等人在對北京冬季及夏季大氣細粒子中有機組分的來源及貢獻進行研究后發現,餐飲油煙排放的有機氣溶膠(氣溶膠是液態或固態微粒在空氣中的懸浮體系)是一次有機氣溶膠中主要組成部分,控制這類排放源對降低北京氣細粒子PM1污染水平具有十分重要的意義。
    PM1是指大氣中直徑小于或等于1微米的顆粒物。它包含在PM2.5中,其質量濃度約占PM2.5的60%~80%。相對于PM2.5和PMl0,PMl由于在大氣中的留時間長,并容易進入人體肺部深處,對氣候、環境和人體健康造成的不利影響為突出。
    1.2 油煙污染的成因
    我國的飲食習慣決定了油煙排放污染比較嚴重,但同時,我國在環境管理中對飲 食業油煙污染源一直重視不夠,油煙污染日益嚴重 。
    首先,各地環保主管部門對飲食業油煙的環境監測手段很多都只是使用手工監測的手段,監控數據也只是靠人工報送數據。手工檢測只能是瞬時的,而且只能是短時間的檢測。不可能對實際的排放情況有一個準確的掌握。數據不夠準確和及時,不能及時處理油煙污染,影響環保部門的辦事效率。
    其次,烹調油煙含有多種有毒化學成份,必須對其采取有效的凈化措施。一般來說,污染物的控制對策有兩種:清潔生產和終端控制。者從研究污染物產生機理著手,力圖在生產過程中降低污染物的產生量;后者用物理、化學、生物方法對產生的污染物進行處理,力圖降低污染物的排放量,從而降低其環境效應。但是由于監管不到位,而且很多污染制造企業或單位為了節約開支,而導致油煙凈化裝置形同虛設,甚至根本沒有安裝油煙凈化裝置的現象,己成為油煙污染問題的重要起因。
    第三,飲食業的油煙污染如此的嚴重,另外一個原因是缺乏統一的協調管理機制,因為飲食行業油煙污染等生活環境污染問題具有很強的社會性。涉及到的管理部門可 能包括有、、城建局、甚至還有食物衛生監督局等。各個部門之間缺少 一個良好的協調機制,不能形成合力。近年來雖然我國已加強了環境保護“三同時 ”的管理,通過環保部門的大量協調工作,這一問題得到了較好解決,在開發建設和第三產業的審批上環保審批權已開始得到落實,但是,問題還遠遠沒有得到徹底改善。
    為了切實解決油煙污染擾民問題,確保飲食服務企業的油煙凈化設施正常運行,減少油煙排放給市區環境帶來的污染,推動油煙在線監控,就能通過反饋調節達到油煙凈化設備的高效運行和油煙的達標排放。
     
    2 油煙污染在線監控系統的設計
    2.1 油煙在線監控系統的設計原則
    油煙在線監控系統的政策性和專業性很強,要以省、市信息化建設和環境信息化建設方針為指導,圍繞環境保護的工作和生態建設的目標和任務。以環境管理需求為導向,以網絡建設為基礎,以數據共享和應用開發為核心,整合資源 ,夯實基礎,堅持 “統籌規劃、資源共享、應用主導、務求實效”的發展方針,并堅持 以下原則:
    2.1.1統一實用原則
    結合當餐飲業油煙治理工作的實際,堅持統一規劃、分步實施、因地制宜,使在線監控數據經過收集、傳遞、處理后,能實時準確地反映相關企業的油煙處理和排放實況,真正地解決油煙超標排放監管難題,切實提高環境監理效率和管理水平。
    2.1.2 安全可靠原則
    油煙在線監控系統項 目代表未來環保智能化發展趨勢,傳感、傳輸、實時監測等技術要求較高,一定要采取先進可靠成熟技術,確保整個系統安全、可靠地運行。
    另外,系統的硬件和軟件都要采用可靠性措施,如傳感器使用壽命、系統安全保密措施、抗干擾措施 、數據備份和恢復、嚴格的權限控制、防止計算機病毒侵入、嚴格管理制度等。
    2.1.3 兼容共享原則
    隨著油煙在線監控系統監測技術的進一步發展,信息量會越來越大,監控節點數也將逐步增加。系統首先是整合現有資源,包括通信資源,使得指揮通信有序T作。為統~指揮、協同作戰提供通信保障:其次是整合信息資源,加強信息的管理和應用,建立“關聯應用 ”體系,為系統的擴展應用提供提條件。同時,要考慮操作者使用方便、靈活,人機界面友好,直觀清晰。同時,要考慮操作者使用方便、靈活,人機界面友好,直觀清晰。
    因此,硬件和軟件會不斷擴充,系統功能會不斷增強。因此這些都要求系統具有較強的兼容和共享功能。
    2.2 油煙在線監控系統的總體設計思路
    采用基于無線網絡通訊的方式,對油煙凈化處理設備進行實時不間斷監控(也可自行設定監控時段),數據自動傳送到環保部門監控平臺,提高了監控水平,油煙在線檢測儀器在自動采集油煙凈化設備的運行數據后,通過數據采集器或者RTU。以無線網絡(或其他媒介)將 運行情況以及濃度等數據傳送到的監控中心,監控中心的服務器接收到這些數據之后,其軟件管理平臺會根據數據的情況進行統計分析。
     
    2.2.1油煙在線監控終端設備
    實現采集監控油煙凈化器設備開關狀態信號、清潔度信號,及通過油煙濃監測模塊采集排放的油煙中油煙濃度信息,并預留揮發性有機物的在線檢測接口。
    2.2.2 數據采集傳輸模塊
    采用可靠的數據傳輸設備,保證連續、及時、可靠地進行數據傳輸、即時數據發送、批量數據發送、狀態信息發送、數據采集時間間隔和發送時間間隔可調、具有在通訊出現故 障及通訊恢復后的續傳功能、設備包括無線通訊卡以及能滿足監控要求的通訊費。
    采用GPRS或 CDMA無線通訊方式,將監控現場數據上傳至環境保護局監控中心系統平臺,實現數據的遠程通訊,并保持數據的一致性。符合 《測量、控制和實驗室電氣設備的安全要求》的規定。數據接口兼容模擬量輸入檢測口、RS232數字接口、繼電器觸點輸出接 口、開關量輸入、LAN 等多種接口:能支持多種采集器同時采集。凈化器的開關量檢測、風機開關量檢測、凈化器清潔度檢測 ,能將劃分若干等級描述清潔度、油煙排放濃度檢測、預留一個備用檢測通道。
    2.2.3 監控管理中心
    配備相應的服務器、路由器等網絡硬件,實現監控中心功能,同時開發油煙在線監控系統平臺軟件,平臺軟件具有以下功能和特點 :
    (1)監控油煙凈化設施風機開啟狀態,確保監控點風機在油煙排放期間正常開啟;
    (2)監控油煙凈化器的清潔度狀況,根據油煙凈化器的清潔情況進行監控;
    (3)實時監測油煙排放氣體的濃度,并預留檢測總揮發性有機物的接口;
    (4)通過CDMA/GPRS進行數據傳輸;
    (5)采用B/S模式,客戶端隨時隨地運行新的程序,而且不受平臺限制;
    (6)系統集成WebGIS(網絡地理信息系統)應用。
     
    3安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監測云平臺
    為了彌補現存餐飲行業在煙油監測上的漏洞,同時便利監管部門的監察,安科瑞油煙監測云平臺應運而生。油煙監測模塊通過2G/4G與云端平臺進行通信和數據交互,系統能夠對企業餐飲設備的開機狀態、運行狀態進行監控;實現開機率監測,凈化效率監測,設施停運告警,待清洗告警,異常告警等功能;對采集數據進行統計分析、等統計功能;較之傳統的靜電監測方案,具安全性和實效性。平臺預留與其他應用系統、設備交互對接接口,具有很好的擴展性及融合性。
    3.1平臺結構
    平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態和油煙排放的濃度數據,自動對超標排放及異常企業進行提示預警,監管部門可迅速進行處理,督促餐飲企業整改設備,并定期清洗、維護,實現減排環保,不擾民等目的?,F場安裝監測終端,持續監測油煙凈化器的工作狀態,包括設備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等,同時結合排煙口的揮發性物質、顆粒物濃度等進行對比分析,一旦排放超標,系統會發出異常信號。
     
    ■ 油煙監測設備用來監測油煙、顆粒物、NmHc等數據
    ■ 凈化器和風機配合對油煙進行凈化處理,同時對凈化設備的電流、電壓進行監測
    ■ 設備通過4G網絡將采集的數據上傳至遠程云端服務器
    3.2 平臺主要功能
    (一)在線監測
    對油煙排污數據的監測,包括油煙排放濃度,顆粒物,NmHc等數值采集監測;同時對監控風機和凈化器的啟停狀態、運行數據進行監測。
     
      (二)告警數據監測
      系統根據采集的油煙數值大小,產生對應的排放超標告警;對凈化器的運行數據分析,上傳凈化設備對應的運行、停機、故障等告警事件。
       (三)數據分析
    運行時長分析,離線分析;告警占比、分析;歷史數據統計等。
     
      (四)隱患管理
    系統對采集的告警數據分析,產生對應的隱患記錄,派發、處理隱患,及時處理告警,形成閉環
     
    (五)統計分析
    包括時長分析、超標分析、歷史數據、分析報告等模塊
     
    (六)基礎數據維護
    個人信息、權限維護,企業信息錄入,對應測點信息錄入等
    (七)數據服務
    數據采集,短信提醒,數據存儲和解析
    3.3油煙監測主機
    油煙監控主機是現場的管理設備,實時采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號,進行數據處理,通過有線或無線網絡通訊將數據傳輸到服務器平臺。同時,對本地數據進行存儲,監控現場設備狀態,提供人機操作界面。
     
     
     
    具體技術參數如下:

    類別條目規格
     
     
     
    探頭
    油煙濃度0 – 100mg/m3
    VOC濃度0 – 500 ppm
    顆粒物濃度0 – 5000ug/m3
    溫度-30 – 100℃
    濕度0 – RH
    尺寸?42 * 270mm
    輸出RS485/Modus RTU
     
     
     
     
     
    監測主機
    風機+凈化器狀態電流型/電壓型
    模擬信號接口Modbus RTU + 2路4-20mA
    顯示4.3寸觸摸液晶屏
    告警聲音+燈
    數據存儲3年
    數據遠傳HJ212-2017環保協議
    數據導出U盤導出
    遠程查看手機客戶端
    遠程控制3G遠程調整/控制
    控制輸出2路干接點繼電器
    電源220VAC
    尺寸250 * 190 * 90

    3.4 設備選型方案

    序號名稱型號數量備注
     采集模塊ACY100/2G(單探頭)1四選一,物聯網卡自備
    ACY100/4G(單探頭)1
    ACY100/2G(雙探頭)1
    ACY100/4G(雙探頭)1
    2電流互感器AKH-0.66 K-φ16 40A/20mA2凈化器和風機各1個

     

    注:雙探頭適合雙排煙通道的場合,每路探頭監測1路排煙通道。
     
    4 總結
    油煙污染已經成為我國一個重大的污染源,是形成PM2.5的重要污染源之一,特別是餐飲業排放油煙污染嚴重影響周圍居民和相關行業從業者的健康。但對油煙污染的控制存在諸 多問題。油煙污染控制相關標準不太完善,并且執行有困難;油煙凈化設備普及程度不高 ,于大城市的大餐館能得到較好的強制安裝運行,很多中小城市及小餐館均直接排放,并且油煙凈化設備利用效率不高。為了解決上述問題,對油煙污染實行在線監測非常重要。
    油煙污染的在線監測可以快速、準確和連續的監測油煙凈化設備的工作情況和油煙的凈化與排放情況。與傳統監測手段相比,它具有高度的實時性、同步性 、造價低、布點靈活、施工快捷等一系列勢。
     
    【參考文獻】
    [1] 熊鴻斌 .飲食業油煙凈化技術及影響因素[J].2008,21(4):38-4I.
    [2] 梁文,周智全,徐歡歡,飲食業油煙污染現狀及在線監測系統的設計[J].廣東化工 2017
    [3] 安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監測云平臺.2020.05版

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