安科瑞 師晴晴
摘 要：近年來隨著經(jīng)濟及城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，餐飲業(yè)也得到了蓬勃發(fā)展。隨之而來的是餐飲油煙污染物的無組織排放情況越來越多，使得油煙擾民的問題時有發(fā)生。餐飲油煙是油煙顆粒物和 VOCs 混合物，其排放對 PM2.5 和臭氧污染均有貢獻，加強對餐飲油煙污染的治理已刻不容緩。江蘇省某縣根據(jù)新時期的環(huán)保要求，對全縣范圍內(nèi)餐飲業(yè)單位的油煙排放情況及油煙凈化治理設施的運行工況進行在線監(jiān)控，利用信息化科技手段變被動為主動，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)實時采集、傳輸及存儲，并形成餐飲業(yè)單位油煙排放報告，實現(xiàn)對油煙排放的24小時不間斷監(jiān)管，變事后處理為事前預防，變末端控制為全過程監(jiān)管，切實解決餐飲油煙擾民問題。
關鍵詞：餐飲業(yè)；油煙濃度監(jiān)測；油煙治理設施工況監(jiān)測。
1 項目概況
根據(jù)環(huán)境保護相關文件規(guī)定及環(huán)境監(jiān)管工作的實際需求，參照相關國家標準，結(jié)合餐飲油煙治理設備和油煙凈化工程的實際問題，我縣通過餐飲油煙在線監(jiān)控平臺大的建設，實現(xiàn)餐飲業(yè)油煙濃度、顆粒物濃度、非甲烷總烴濃度的在線監(jiān)測，同時加強對治理設施運行的在線監(jiān)控，進而實現(xiàn)油煙治理設備的清晰維護管理，大幅降低人工現(xiàn)場監(jiān)測的途徑，提高環(huán)保監(jiān)管效率。
2 項目需求
2.1、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡建設要求
采用GPRS/CDMA/4G無線通訊，支持專網(wǎng)接入，TCP通訊方式將污染信息數(shù)據(jù)上報至管理部門的在線監(jiān)測平臺。監(jiān)管人員通過油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)軟件，對監(jiān)測異?；虺瑯说钠髽I(yè)進行現(xiàn)場檢查、監(jiān)督。設備軟件主要完成數(shù)據(jù)采集與處理、實時顯示、存儲管理、查詢、統(tǒng)計和報表等功能。
2.2、數(shù)據(jù)管理平臺要求
1、數(shù)據(jù)管理平臺：平臺采用國家標準的HJ/T212-2017傳輸協(xié)議，可以支持多種環(huán)保在線監(jiān)測設備接入。數(shù)據(jù)采集滿足《環(huán)保產(chǎn)品認證實施規(guī)則飲食業(yè)油煙濃度在線監(jiān)控儀》（CCAEPI-RG-Y-020-2011）、《HJ/T477-2009 污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求》相關標準進行數(shù)據(jù)傳輸，可支持3000個以上監(jiān)測點上傳數(shù)據(jù)，并可隨實際容量擴大。對監(jiān)測點上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)報文進行分析處理，將數(shù)據(jù)分類保存到數(shù)據(jù)庫。記錄和分析設備運行情況、監(jiān)測數(shù)據(jù)，且將油煙在線監(jiān)控設備傳輸數(shù)據(jù)接入平臺。
2、通過后臺數(shù)據(jù)管理軟件，可對轄區(qū)內(nèi)區(qū)域進行管理劃分，錄入企業(yè)相關信息，對油煙排放因子進行設置，切實解決餐飲企業(yè)信息登記不的問題，通過后臺數(shù)據(jù)管理可根據(jù)用戶級別進行權(quán)限分配，實現(xiàn)油煙在線監(jiān)控分級管理。
3、閉環(huán)管理：通過平臺可錄入餐飲企業(yè)信息，采集油煙監(jiān)控參數(shù)。具備跨平臺數(shù)據(jù)推送功能，高效對接數(shù)字城管或智慧城市平臺，加強城管局內(nèi)多管理部門的橫向聯(lián)系，切實增強對油煙排放管理工作的統(tǒng)抓統(tǒng)管、指揮協(xié)調(diào)和監(jiān)督考核，形成管理合力。各部門根據(jù)自身職責進行現(xiàn)場執(zhí)法取證，發(fā)現(xiàn)自轄范圍內(nèi)問題與其他部門管理問題，統(tǒng)一發(fā)送至平臺，平臺根據(jù)問題性質(zhì)派發(fā)處理，處理結(jié)果在有效期內(nèi)反饋至平臺，形成發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的閉環(huán)管理。
2.3、餐飲油煙在線監(jiān)控平臺系統(tǒng)具體要求：
1).全屏概覽
平臺能全屏展示并做好適配優(yōu)化；配置GIS地圖，地圖操作靈活，可進行方向?qū)Ш?，能在地圖上準確標注監(jiān)測點位的位置和名稱，并可查看企業(yè)的詳細信息和監(jiān)測信息；全屏展示界面UI可定制，顯示內(nèi)容可根據(jù)需求調(diào)整；地圖點位可根據(jù)監(jiān)測狀態(tài)以不同顏色區(qū)分，根據(jù)區(qū)域內(nèi)油煙濃度情況，劃分不同熱力區(qū)塊，凸顯區(qū)域，地圖可顯示省控點周邊1km和3km區(qū)域范圍。
2).實時監(jiān)測
平臺可顯示監(jiān)測點位實時油煙濃度、顆粒物濃度、非甲烷總烴濃度、凈化器運行狀態(tài)、風機運行狀態(tài)和監(jiān)測儀運行狀態(tài)；可根據(jù)餐飲單位營業(yè)時間，調(diào)整實時數(shù)據(jù)更新頻率；支持條件篩選功能。
3).預警提醒
通過設置報警閾值，借助APP平臺、短信、語音提醒等方式，時間通知存在油煙超標隱患的餐飲單位，進行自查自糾。
4).超標報警派單
通過實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)油煙超標情況，按照區(qū)域、職能劃分，系統(tǒng)自動將整改任務單派發(fā)給超標商戶、轄區(qū)油煙治理負責人和點位執(zhí)法人員，落實相關責任單位第一時間對油煙排放異常情況開展整治，任務單生成同時附帶CCEP證書和CMA計量認證，派單功能可設置時間段，支持對歷史派單記錄及處理記錄查詢。
5).雙向信息反饋
任務單派發(fā)后，設置確認接收功能，執(zhí)法人員經(jīng)現(xiàn)場檢查，可通過APP直接反饋執(zhí)法處理情況，實現(xiàn)油煙整治情況全程追蹤，規(guī)定時間內(nèi)未有處理情況反饋的，將自動生成督辦單，并同步推送上級領導。
6).信息研判
通過對餐飲單位凈化器使用情況分析，可判斷其經(jīng)營情況，通過對一定區(qū)域內(nèi)油煙排放情況的大數(shù)據(jù)分析，可研判該區(qū)域油煙排放趨勢，便于加強監(jiān)管。通過圖表來展示商戶排放趨勢及治理情況，要求在同一個頁面中同時以不同的圖表進行展示，方便用戶進行橫向、縱向的數(shù)據(jù)對比，圖表包括區(qū)塊圖、曲線圖、柱狀圖等。
7).線上巡檢
內(nèi)置餐飲單位凈化器清洗記錄、監(jiān)測儀維保記錄、執(zhí)法人員檢查記錄，形成“清洗維護-執(zhí)法檢查"一體式臺賬資料，選中商戶即可查看三項臺賬。并設置清洗和維保提醒功能，定期提醒商戶對凈化器清洗，維保單位對監(jiān)測儀維護保養(yǎng)，并自行填寫電子記錄上傳平臺。
8).統(tǒng)計分析
支持生成區(qū)域性和具體點位的油煙治理分析報告，對各區(qū)鎮(zhèn)油煙超標情況進行排名，可按條件進行篩選，實現(xiàn)工作開展情況同比和環(huán)比分析。支持異常查詢，將所有產(chǎn)生的異常信息進行匯總，并可通過區(qū)域選擇或模糊名稱搜索，一段時間進行查詢，并可對異常進行查看，導出格式支持Excel?？缮蓞^(qū)鎮(zhèn)油煙治理工作情況的月報、季報和年報。
9).商戶信息管理
建立商戶一店一檔，登記法人身份信息、營業(yè)執(zhí)照、門頭店招、餐飲地址、經(jīng)營面積、員工規(guī)模、灶頭數(shù)量、排口照片、凈化器和風機處理風量等相關信息，便于后續(xù)執(zhí)法直接調(diào)用。支持顯示實時監(jiān)測數(shù)據(jù)折線圖及同時段內(nèi)的風機凈化器開啟狀況、商戶發(fā)生的超標事件及事件處理過程的追溯，配套清洗、維護、檢查臺賬，商戶信息支持Excel格式導出，臺賬資料支持Word格式導出。
10).分級監(jiān)管
支持餐飲單位紅黃綠分級監(jiān)管，未安裝油煙凈化裝置、歷史超標3次及以上和多次被舉報投訴的餐飲單位納入紅牌監(jiān)管，對油煙排放歷史有超標記錄，且少于3次的餐飲單位納入黃牌監(jiān)管，其余納入綠牌監(jiān)管，支持Excel表格導出。
11).信息發(fā)布功能
平臺配置信息發(fā)布模塊，可將相關政策法規(guī)和部門工作動態(tài)通過APP推送給餐飲單位，加強油煙治理宣傳教育。
12).用戶分級
系統(tǒng)可根據(jù)用戶瀏覽功能的不同分為：職能用戶、企業(yè)用戶。職能用戶分區(qū)級管理員、轄區(qū)管理員、普通管理員。并以此為基礎加載不同的功能頁面，并可展示該用戶權(quán)限范圍內(nèi)所管轄企業(yè)的數(shù)據(jù)，即職能用戶可擁有所有權(quán)限，瀏覽轄區(qū)所有企業(yè)數(shù)據(jù)。企業(yè)用戶只有該用戶權(quán)限，僅可瀏覽自身數(shù)據(jù)，填寫清洗記錄，保證數(shù)據(jù)的隱私性、可控性、安全性。
13).多平臺操作
提供多個平臺，如PC端、移動端（APP、小程序）等。APP功能適當簡化，支持不同操作系統(tǒng)的手機隨時隨地查看實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，可查看歷史超標企業(yè)數(shù)量及情況列表，支持任務單處理信息的實時填寫上報。
14).信息高度關聯(lián)
可實現(xiàn)無限關聯(lián)，查詢信息可一鍵到底，無需返回上級菜單，例如通過全屏地圖點位即可查詢涉及該商戶的所有信息，包括法人基本信息、商戶基本情況、監(jiān)測數(shù)據(jù)、清洗維護臺賬、執(zhí)法檢查記錄等。
15).預留功能
平臺預留餐廚廢棄物收運、前置踏勘、生活污水、明廚亮灶、視頻監(jiān)控、大氣實時質(zhì)量、燃氣檢查等功能，根據(jù)實際工作需要、職能劃分，開放功能運行。
2.5、餐飲油煙在線監(jiān)測（控）終端功能具體要求：
油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)須滿足油煙在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸?shù)男枨?。油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)，由油煙監(jiān)測主機和油煙監(jiān)測探頭2部分組成。油煙監(jiān)測主機集成GPRS/4G無線通信模塊，采用實時在線、自動上報的方式工作。油煙監(jiān)測主機帶有油煙監(jiān)測探頭專用接口，用于連接探頭。油煙監(jiān)測主機通過控制探頭采集油煙原始數(shù)據(jù)，讀取探頭采集到的原始信號，并進行數(shù)據(jù)分析，的監(jiān)控。
3.1 油煙監(jiān)控儀現(xiàn)場安裝實施示意圖
3.2 配置1：Acrelcloud-3500餐飲油煙監(jiān)測云平臺，實現(xiàn)對餐飲行業(yè)油煙、顆粒物、NMHC以及風機和凈化器電流數(shù)據(jù)的 24 小時實時采集和監(jiān)控。
序號 | Acrelcloud-3500餐飲油煙監(jiān)測云平臺主要功能 |
1 | 實現(xiàn)對餐飲行業(yè)油煙、顆粒物、NMHC以及風機和凈化器電流數(shù)據(jù)的 24 小時實時采集和監(jiān)控，采集頻率默認5分鐘，可配置，采集數(shù)據(jù)項按要求至少要包含具體的參數(shù)數(shù)據(jù)項及其對應時間點。 |
2 | 針對超標告警內(nèi)容，系統(tǒng)平臺可生成對應的《企業(yè)超標分析報告》和《用戶分析報告》。 |
3 | 平臺能夠通過多種手段分析和判斷設備運行工況，應該能夠接入其他傳感器來判斷。 |
4 | 支持溫/濕度，氣壓，氣體流速等數(shù)據(jù)接入。 |
5 | 設備清洗、維護：對所監(jiān)測的設備的濾芯定制相關的維護、清洗計劃，設立對應的監(jiān)察負責人，維護對應的安裝時間，最近清洗時間和下次清洗時間等。 |
6 | 系統(tǒng)對運維清洗時間進行倒計時統(tǒng)計，展示在首頁，提醒用戶定期清洗維護監(jiān)測儀。 |
7 | 異常數(shù)據(jù)主動申報：主要提供企業(yè)已知或是無法避免的異常情況發(fā)生后，主動上報對產(chǎn)生原因和采取措施，申報含情況說明、現(xiàn)場圖片等資料。 |
8 | 異常報警可按照行政區(qū)域分級分類別統(tǒng)計，提供相關查詢功能。 |
14 | 對于告警信息，平臺應支持短信、APP推送、郵件發(fā)送、語音電話告警等方式實時推送，網(wǎng)頁上會產(chǎn)生循環(huán)語音播報，并在后臺形成相關統(tǒng)計匯總數(shù)據(jù)，備用戶溯源查詢；報警能夠設置分級分時提醒；支持接入其他硬件設備（涉及二次開發(fā)） |
15 | 支持統(tǒng)計企業(yè)監(jiān)測點位凈化設施運行時長，包括在線、離線時長，凈化器、風機開啟時長統(tǒng)計等，以曲線或圖表形式直觀展示 |
16 | 能夠査看最近24小時內(nèi)的污染物排放折線圖，對比展示同時刻的凈化器和風機的開啟狀況，支持折線圖的放大及收縮展示；結(jié)合工藝流程圖，查看凈化器、風機的運行工況 |
17 | 企業(yè)內(nèi)部油煙管控： 安裝的油煙監(jiān)控設備應能同時向企業(yè)提供超標分析、報裝方式等功能，可以查詢監(jiān)控點實時數(shù)據(jù)、小時數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)、月數(shù)據(jù)等事件類數(shù)據(jù)。（數(shù)據(jù)應包含正常和異常數(shù)據(jù)），其中應該包含： ? 超標企業(yè)分析 統(tǒng)計不同種類告警的企業(yè)數(shù)量，企業(yè)隱患排名，分析各企業(yè)占比，可實現(xiàn)對一定時間段、不同監(jiān)測指標、不同報警類型的超標企業(yè) 查詢及統(tǒng)計，如累計超標次數(shù)、累計超標時長等 ? 在線時長分析 統(tǒng)計企業(yè)監(jiān)測點位凈化設施運行時長，包括在線、離線時長，凈化器、風機開啟時長統(tǒng)計等，以曲線或圖表形式直觀展示 ? 統(tǒng)計 統(tǒng)計分析油煙、顆粒物、非甲烷總烴的平均值 ? 企業(yè)油煙等數(shù)據(jù)監(jiān)控 可查詢企業(yè)/行業(yè)的日油煙等數(shù)據(jù)。 ? 單一企業(yè)的年、月、日的油煙、顆粒物、非甲烷總烴等各數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，支持導出； ? 同類型（行業(yè)）企業(yè)的日、月、年的各環(huán)節(jié)企業(yè)超標統(tǒng)計表； ? 自定義選擇單個或多個企業(yè)的各類統(tǒng)計分析報表，支持導出； ? 自定義選擇單個或多個企業(yè)的報警明細和匯總表，支持導出； ? 能夠査看最近24小時內(nèi)的污染物排放折線圖，對比展示同時刻的凈化器和風機的開啟狀況，支持折線圖的放大及收縮展示 |
3.3 配置2：ACY100-Z4H1-4G型油煙濃度在線監(jiān)控儀+AKH-0.66 K-Φ10 60A/20mA 0.5級 10Ω電流互感器，主要用于監(jiān)測餐飲單位排放的油煙等污染物的實時濃度及油煙凈化器和風機的運行電流。
1) ACY100-Z4H1-4G型油煙濃度在線監(jiān)控儀：
1、激光散射原理：可連續(xù)采集并計算單位體積內(nèi)空氣中不同粒徑的油煙濃度分布，進而換算成質(zhì)量濃度；
2、抽氣式采樣方式：均勻的采樣油煙，保證測量穩(wěn)定性；
3、測量數(shù)據(jù)準確：零點漂移不超過±0.13mg/m3，準確度相對誤差應不超過±8%，線性誤差不超過≤6%，重復性1%，相關系數(shù)0.998；
4、豐富的模擬量測量：支持4路交流電流測量，可以監(jiān)測風機和油煙凈化器的運行電流；另外支持4路0-20mA模擬量輸入，可以擴展接入其他傳感器；
5、開關量輸出輸入：支持4路開關量輸入，檢測風機和凈化器的開關狀態(tài)；支持2路開關量輸出，可以強制打開凈化器；
6、數(shù)字接口：支持4路RS485；
7、數(shù)據(jù)導出：支持U盤導出歷史數(shù)據(jù)；
8、支持遠程對監(jiān)控儀設置服務器地址和端口、上傳報文間隔、HJ212-2017協(xié)議參數(shù)（包括設備標識MN，系統(tǒng)編碼ST、污染物編碼因子等）、APN參數(shù)、告警閾值等參數(shù)；
9、大量數(shù)據(jù)存儲：主控板可以存儲1年的油煙、顆粒物和非甲烷總烴的濃度數(shù)據(jù)，存儲時間間隔1分鐘；
10、遠程升級：油煙監(jiān)控儀可通過遠程升級程序，方便后期響應新的監(jiān)控需求。
11、支持IP65防護等級；
ACY100-Z4H1-4G型油煙濃度在線監(jiān)控儀詳細技術(shù)參數(shù) | ||
油煙監(jiān)測 | 油煙量程 | 0 ~ 10mg/m3 |
顆粒物量程 | 0 ~ 50mg/m3 | |
非甲烷總烴量程 | 0 ~ 100mg/m3 | |
檢測原理 | 激光散射原理 | |
零點漂移 | 1h零點漂移不超過±0.5mg/m3 | |
準確度 | 與參比方法測定結(jié)果平均值的相對誤差應不超過±20% | |
線性誤差 | ≤10% | |
重復性 | 1% | |
響應時間 | 1S | |
多煙道測量 | 支持兩路油煙排放煙道的污染物測量 | |
硬件參數(shù) | 模擬量 | 4路0~20mA(4~20mA) |
電流測量 | 4路交流電流測量，可測量風機和油煙凈化器運行電流 | |
數(shù)字接口 | 1路IIC | |
開關量輸入(DI) | 4路DI，干接點輸入，內(nèi)置電源，光電隔離 | |
可用于檢測風機和凈化器的開關狀態(tài) | ||
開關量輸出(DO) | 2路DO，無源常開觸點，2A/30VDC或2A/250VAC | |
可用于強制打開凈化器 | ||
RS485接口 | 2路RS485接口 | |
半雙工、光電隔離、Modbus-RTU協(xié)議 | ||
顯示屏 | 4.3寸/7寸觸摸屏選配 | |
指示燈 | 1個電源指示燈，1個工作指示燈 | |
數(shù)據(jù)管理 | 數(shù)據(jù)查看 | 觸摸屏查看實時數(shù)據(jù)或1分鐘、5分鐘、10分鐘、1小時、日報表、月報表等歷史數(shù)據(jù)查詢 |
數(shù)據(jù)存儲 | 可存儲1年的油煙、顆粒物和非甲烷總烴濃度數(shù)據(jù) | |
數(shù)據(jù)導出 | 支持U盤導出歷史數(shù)據(jù)，導出excel格式 | |
斷點續(xù)傳 | 支持連接斷開恢復后的數(shù)據(jù)續(xù)傳功能 | |
狀態(tài)上報 | 支持上報實時狀態(tài)報文 | |
數(shù)據(jù)加密 | 支持AES加密 | |
無線傳輸 | 傳輸協(xié)議 | HJ212-2017、MQTT |
上傳間隔 | 監(jiān)控儀支持設置數(shù)據(jù)上傳間隔，可15秒上傳一次超標數(shù)據(jù) | |
協(xié)議棧 | TCP/IP | |
通信鏈路 | 全網(wǎng)通模塊，支持GPRS/3G/4G數(shù)據(jù)傳輸 | |
天線接口 | SMA接口 | |
防護等級 | IP65 | |
工作環(huán)境 | 溫度范圍 | -20℃ ~ +55℃ |
濕度范圍 | 10%RH ~ 90%RH | |
海拔 | ＜2000m | |
工作電源 | 供電范圍 | AC85~265V，50/60Hz |
功耗 | ＜10W | |
重量 | 5.3kg | |
2) AKH-0.66 K-Φ10 60A/20mA 0.5級 10Ω電流互感器：
產(chǎn)品外形美觀，安裝、接線方便，輸出為0-20mA電流信號，具有體積小、精度高、帶載能力強、安裝方便等優(yōu)點。
AKH-0.66 K-Φ10電流互感器詳細技術(shù)參數(shù) | |||||
型號 | 額定電流比 | 準確度等級 | 穿心匝數(shù) | 穿孔尺寸 | 耐壓 |
0.5級 | |||||
AKH-0.66 K-Φ10 | 60A/20mA | 10 | 1 | 10 | 3kV |
6 結(jié)語
餐飲業(yè)排放的大氣污染物是食材、食用油和調(diào)料在烹飪、加工過程中排放出來的油脂、有機質(zhì)及其加熱分解或裂解產(chǎn)物組成的氣、固、液三相混合物。餐飲業(yè)大氣污染物對大氣復合型污染的貢獻是多方面的。通過對餐飲排放油煙等污染物的監(jiān)測，可以實時獲取油煙等污染物排放濃度，及時發(fā)現(xiàn)超標情況并監(jiān)督餐飲單位進行整改。
鑒于餐飲污染源是否穩(wěn)定達標排放與其油煙顆粒物等氣體的排放、氣體凈化設施運行情況密切相關。在油煙等污染物監(jiān)測的基礎上，通過對風機和油煙凈化器的開關狀態(tài)和運行電流進行監(jiān)測，進一步監(jiān)控在廚房開始生產(chǎn)作業(yè)排放油煙時風機和油煙凈化器是否正常開啟以及開啟后的運行狀態(tài)是否正常，是否處于正常運行的數(shù)據(jù)區(qū)間，進而判斷風機和油煙凈化器是否需要檢修維護，避免由于風機和油煙凈化器本身的設備故障導致油煙超標排放，杜絕餐飲單位正常開啟風機和油煙凈化器后仍然產(chǎn)生油煙超標的可能。
參考文獻
[1] AcrelCloud-3500餐飲油煙監(jiān)測云平臺. 2020.05版
[2] 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控/電能管理/電氣安全 產(chǎn)品報價手冊 2021.01版
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