淺析城區(qū)餐飲業(yè)VOCs和PM2.5排放量研究及應(yīng)對策略

時(shí)間：2021-10-21作者：安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司瀏覽：51

朱鹍

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1. 結(jié)果與討論

2.1 餐飲業(yè)廢氣中VOCs和PM2.5排放因子

通過(2)~(5)式計(jì)算得到分別以用油量、灶頭數(shù)、用餐人數(shù)和用餐時(shí)間為核算基準(zhǔn)的餐飲業(yè)廢氣VOCs和PM2.5排放因子,如表5所示。表6是按照不同規(guī)模餐飲企業(yè)核算的排放因子?？梢?span>,不同核算基準(zhǔn)的排放因子差異較大。升級改造前,基于用餐時(shí)間的VOCs和PM2.5排放因子分別為42.35和17.66g/h,明顯大于基于用餐人數(shù)的VOCs和PM2.5排放因子1.22和0.51g/人。因此,排放因子的參考基準(zhǔn)不同影響了排放因子的值,且參考基準(zhǔn)的實(shí)際情況因地域而異,需要獲得不同核算基準(zhǔn)下的本地化排放因子。本研究得到升級改造后以用油量為核算基準(zhǔn)的VOCs排放因子11.62g/kg與秦之湄等獲得的成都市的值13.8g/kg接近,但顯著**王秀艷等獲得的沈陽市的值5.03g/kg。因此,需獲取本地化、易于計(jì)算并符合實(shí)際的排放因子,才能準(zhǔn)確掌握餐飲企業(yè)排放對環(huán)境空氣質(zhì)量直接或潛在的影響。

 

表5基于不同核算基準(zhǔn)的餐飲業(yè)污染物排放因子

表6不同規(guī)模餐飲業(yè)不同核算基準(zhǔn)的排放因子

從表5可見,不論以何種核算基準(zhǔn)計(jì)算得出的排放因子,廢氣凈化設(shè)備升級改造后的餐飲業(yè)VOCs和PM2.5排放因子均比改造前明顯減小,分別降低了67.3%~82.2%和74.3%~86.0%但是,不同規(guī)模餐飲企業(yè)油煙污染治理效果存在一定差異,如表6所示。調(diào)查數(shù)據(jù)表明,大型餐飲企業(yè)均已全部安裝有油煙凈化設(shè)施,污染物排放因子下降明顯。中型餐飲企業(yè)VOCs和PM2.5排放因子下降幅度相對較小。中型餐飲企業(yè)數(shù)量占比和客流量較大,但存在未按要求啟用凈化設(shè)備,未定期清洗油煙凈化設(shè)備,和未及時(shí)換炭及分子篩等吸附材料等現(xiàn)象。穆桂珍等研究也表明目前餐飲企業(yè)油煙凈化設(shè)施“重安裝,輕維護(hù)”的現(xiàn)象依然十分普遍。部分小型餐飲企業(yè)油煙凈化裝置缺乏及時(shí)的維護(hù),排風(fēng)量與灶頭數(shù)量不匹配也導(dǎo)致靜電油煙凈化器處理效果大打折扣。

1.2   餐飲業(yè)廢氣VOCs和PM2.5排放量

根據(jù)式(1)以及表5中的排放因子,核算出本研究區(qū)域全部餐飲企業(yè)2019年VOCs和PM2.5的排放量(表7)。

 

表7餐飲廢氣凈化設(shè)備升級改造前、后VOCs和PM2.5排放量(t/a)

本研究區(qū)域在餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級改造前,不同核算基準(zhǔn)得到VOCs排放量較大值為506.38t/a,較小值為319.03t/a;PM2.5排放量較大值為211.09t/a,較小值為166.55t/a。其中,VOCs和PM2.5排放量較大值均是以就餐時(shí)間為核算基準(zhǔn)計(jì)算獲得的,但較小值分別是以用油量和就餐人次為核算基準(zhǔn)計(jì)算獲得。假定區(qū)域內(nèi)餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備全部進(jìn)行升級改造,則升級改造后,VOCs和PM2.5排放量范圍分別為92.14~109.89/a和30.22~36.05t/a.這時(shí),較大值均是以灶頭數(shù)為核算基準(zhǔn)計(jì)算獲得,較小值均是以就餐時(shí)間為核算基準(zhǔn)計(jì)算獲得。這表明凈化設(shè)備改造后就餐時(shí)間不再是影響排放量主要的約束因素。在實(shí)際監(jiān)督管理過程中,應(yīng)督促餐飲企業(yè)及時(shí)進(jìn)行餐飲廢氣凈化設(shè)備升級改造,進(jìn)行餐飲業(yè)用油量、灶頭數(shù)量和就餐人次的管控。根據(jù)以上結(jié)果,餐飲廢氣凈化設(shè)備升級改造后,餐飲源VOCs減排率為71%~82%,PM2.5減排率達(dá)到80%~86%。

以街道為單元,對VOCs和PM2.5排放量貢獻(xiàn)占比較大的街道為展覽路街道(17.46%),月壇街道(12.68%),金融街街道(12.44%),德勝街道(8.73%)。通過餐飲企業(yè)的位置、數(shù)量、排放量及地區(qū)占地面積,獲得不同街道餐飲業(yè)VOCs和PM2.5年度排放強(qiáng)度分別為1.45~4.32t/km2和0.47~1.42t/km2。其中VOCs排放強(qiáng)度較大的5個(gè)街道分別為陶然亭街道(4.32t/km2)、大柵欄街道(4.23t/km2)、新街口街道(4.03t/km2)、月壇街道(3.90t/km2)和金融街街道(3.08t/km2).餐飲源PM2.5排放強(qiáng)度較小的街道為廣安門外街(0.47t/km2),排放強(qiáng)度較大為陶然亭街道(1.42t/km2)。

為驗(yàn)證廢氣凈化設(shè)備升級改造前后對大氣中PM2.5含量的影響效果,選擇在7月(升級改造前)和10月(升級改造后)兩個(gè)時(shí)間段,對研究區(qū)域中餐飲企業(yè)分布密集社區(qū)進(jìn)行了PM2.5監(jiān)測。鑒于大氣污染物存在明顯的季節(jié)變化,把實(shí)測值減去當(dāng)月的平均值得到差值(PM2.5)進(jìn)行對比(圖1)。從圖1可看出,改造后PM2.5比改造前明顯降低,尤其在早餐(05:30~08:30)、午餐(10:30~13:30)和晚餐(16:00~19:00)時(shí)段。此外,由于兩次測值是在不同年段完成的,除排放外,大氣污染物還會受到天氣以及輸送變化的影響,導(dǎo)致個(gè)別改造后的測值大于改造前的。將對應(yīng)的改造前后早午晚餐時(shí)段PM2.5進(jìn)行了差異性檢驗(yàn),兩立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果顯示各抽樣社區(qū)PM2.5濃度實(shí)測值在凈化設(shè)備改造前后變化呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05),即區(qū)域PM2.5排放濃度經(jīng)過餐飲廢氣凈化設(shè)備升級改造后有明顯的降低。

 

通過實(shí)測值計(jì)算,在月壇街道鐵二二社區(qū),牛街街道東里社區(qū),金融街街道豐匯園社區(qū)和大柵欄街道煤市街東社區(qū)早中晚餐時(shí)段PM2.5分別減少了26.9%,25.1%,32.9%和30.8%.4個(gè)社區(qū)平均減少了28.9%,較接近于以用油量為核算基準(zhǔn)的排放因子降低比例。

圖1餐飲企業(yè)分布密集社區(qū)廢氣改造設(shè)備升級前后實(shí)測PM2.5濃度比較

 

3.安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監(jiān)測云平臺

為了彌補(bǔ)現(xiàn)存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測上的漏洞，同時(shí)便利監(jiān)管部門的監(jiān)察，安科瑞油煙監(jiān)測云平臺應(yīng)運(yùn)而生。油煙監(jiān)測模塊通過2G/4G與云端平臺進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)餐飲設(shè)備的開機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)開機(jī)率監(jiān)測，凈化效率監(jiān)測，設(shè)施停運(yùn)

告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、排名等統(tǒng)計(jì)功能；較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測方案，具實(shí)效性。平臺預(yù)留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對接接口，具有很好的擴(kuò)展性。

3.1平臺結(jié)構(gòu)

 

平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動對標(biāo)排放及異常企業(yè)進(jìn)行提示預(yù)警，監(jiān)管部門可*進(jìn)行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護(hù)，實(shí)現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的?，F(xiàn)場安裝監(jiān)測終端，持續(xù)監(jiān)測油煙凈化器的工作狀態(tài)，包括設(shè)備運(yùn)行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時(shí)結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進(jìn)行對比分析，一旦排放標(biāo)，系統(tǒng)會發(fā)出異常信號。

■油煙監(jiān)測設(shè)備用來監(jiān)測油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)

■凈化器和風(fēng)機(jī)配合對油煙進(jìn)行凈化處理，同時(shí)對凈化設(shè)備的電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測

■設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程云端服務(wù)器

3.2平臺主要功能

（1）在線監(jiān)測

 

對油煙排污數(shù)據(jù)的監(jiān)測，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數(shù)值采集監(jiān)測；同時(shí)對監(jiān)控風(fēng)機(jī)和凈化器的啟停狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。

(2)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測

系統(tǒng)根據(jù)采集的油煙數(shù)值大小，產(chǎn)生對應(yīng)的排放標(biāo)告警；對凈化器的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，上傳凈化設(shè)備對應(yīng)的運(yùn)行、停機(jī)、故障等告警事件。

(3)數(shù)據(jù)分析

 

運(yùn)行時(shí)長分析，離線分析；告警占比、排名分析；歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。

(4)隱患管理

 

系統(tǒng)對采集的告警數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生對應(yīng)的隱患記錄，派發(fā)、處理隱患，及時(shí)處理告警，形成閉環(huán)。

(5)統(tǒng)計(jì)分析

 

包括時(shí)長分析、標(biāo)分析、歷史數(shù)據(jù)、分析報(bào)告等模塊。

(6)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)

個(gè)人信息、權(quán)限維護(hù)，企業(yè)信息錄入，對應(yīng)測點(diǎn)信息錄入等。

(7)數(shù)據(jù)服務(wù)

數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析。

3.3油煙監(jiān)測主機(jī)

 

油煙監(jiān)控主機(jī)是現(xiàn)場的管理設(shè)備，實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器平臺。同時(shí)，對本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲，監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，提供人機(jī)操作界面。

具體技術(shù)參數(shù)如下：

4.結(jié)語

1）通過對研究區(qū)域內(nèi)餐飲企業(yè)進(jìn)行實(shí)地檢測數(shù)據(jù)及活動水平調(diào)查,分別得到了基于就餐人數(shù)、就餐時(shí)間、食用油用量和灶頭數(shù)4項(xiàng)核算基準(zhǔn)的餐飲業(yè)VOCs和PM2.5排放因子,但4種核算基準(zhǔn)的排放因子差異較大,需要進(jìn)一步本地化檢驗(yàn)。

2）本研究區(qū)域餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級改造前,VOCs排放量范圍為319.03~506.38t/a,改造后為92.14~109.89t/a；PM2.5排放量范圍改造前為166.55~211.09t/a,改造后為30.22~36.05t/a,經(jīng)過餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級改造后VOCs及PM2.5排放量分別減少了71%~82%和80%~86%。

3）計(jì)算得到以街道為單元的餐飲業(yè)VOCs及PM2.5排放強(qiáng)度,VOCs排放強(qiáng)度范圍1.45~4.32t/km2,PM2.5排放強(qiáng)度范圍0.47~1.42t/km2。通過餐飲源VOCs和PM2.5排放強(qiáng)度情況的定量計(jì)算,便于有針對性的開展相應(yīng)區(qū)域餐飲源大氣污染物治理工作。

4）通過對典型社區(qū)PM2.5濃度(小時(shí)值)抽樣檢測餐飲廢氣凈化設(shè)備升級改造前、后PM2.5濃度平均減少比例為28.9%,較接近于用油量為核算基準(zhǔn)的排放因子降低比例。進(jìn)一步說明餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級改造對于PM2.5減排效果顯著。

作者簡介：

朱鹍，女，就職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)能源管控

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