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生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
生態環境保護實用技術
2023-J-45
申報單位
廣州正虹環境科技有限公司
安徽新媒正虹環境科技有限公司
推薦單位
中國環境保護產業協會社會化環境監測與運營服務專業委員會
一、技術簡介
適用范圍
餐飲油煙在線監測系統是對餐飲單位排放的油煙污染物濃度及凈化設施運行情況等進行實時在線監測，同時對異常排放進行預警、數據溯源。適用行政管轄區域餐飲單位經營期間的油煙污染物排放及凈化設施運行情況進行實時在線監測和管理。
技術原理
餐飲油煙在線監測系統運用自動控制技術、物聯網及互聯網技術、GIS 技術、計算機應用技術及分析技術，對油煙污染物和凈化設施的工況實現 24小時不間斷監測。為餐飲企業安裝餐飲油煙在線監控儀和搭建餐飲油煙在線監測系統平臺，對餐飲企業油煙、非甲烷總烴及顆粒物排放情況、風機和油煙凈化設備使用情況連續不斷地實時跟蹤監測，運用物聯網技術應用平臺，實現監測數據實時采集、傳輸、存儲及以項目需要的方式形成各種報表，達到對油煙排放的24小時不間斷監管。執法人員可以通過監測系統在大屏幕、電腦、手機APP等終端實時看到各個餐飲企業是否正常開啟油煙凈化器，最后排污情況是否達標，從而可以使得執法人員的工作方向明確和目標清晰，有效地提升了工作效率，實現監管部門對餐飲油煙的實時監管和精準溯源；
監測原理：油煙濃度和非甲烷總烴是采用電化學檢測法，顆粒物是采用光散射法；
光散射監測：光散射檢測分為“光粒子計數器”與“粒子集合光散射”兩類。油煙細顆粒物在煙管內部傳輸時成分穩定，粒徑譜偏移量小，且顆粒物形狀呈球形，表面光散射特性非常穩定，非常適合采用“粒子集合光散射法”進行表面積濃度測量后換算成油煙細顆粒物質量濃度，其優點是裝置簡單，測量下限低、精度高，且獲得測量結果與感官判斷(目測煙霧)高度一致，參比測試與稱重法和微振蕩天平法等直接測量法的相關系數極高(可超過0.95)，因此非常適用于對餐飲油煙顆粒物進行實時在線監控；
電化學傳感器：電化學傳感器通過與被測氣體發生反應并產生與氣體濃度成正比的電信號來工作。典型的電化學傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成，并由一個薄電解層隔開。在實際中，由于電極表面連續發生電化學反應，傳感電極電勢并不能保持恒定，在經過一段較長時間后，它會導致傳感器性能退化。為改善傳感器性能，人們引入了參考電極。參考電極安裝在電解質中，與傳感電極鄰近。固定的穩定恒電勢作用于傳感電極。參考電極可以保持傳感電極上的這種固定電壓值。參考電極間沒有電流流動。氣體分子與傳感電極發生反應，同時測量反電極，測量結果通常與氣體濃度直接相關。施加于傳感電極的電壓值可以使傳感器針對目標氣體。電化學傳感器性能普遍優于金屬氧化物半導體傳感器，其造價比 PID 檢測器低，但是遠高于金屬氧化物半導體傳感器，采用在中高端的油煙在線監控裝置中。
工藝路線
1、系統概述：油煙在線監測系統，是建立在計算機技術、傳感技術、信號處理技術、物聯網、無線通訊技術等多種技術基礎上，實現對餐飲企業油煙排放、油煙污染治理設施工作狀態和運行狀況進行在線監控系統，是針對餐飲油煙防治與監管的數字化、網絡化、信息化綜合解決方案。
2、整體系統框架：油煙監測系統/油煙監測儀作為終端設備，實時檢測油煙排放數據(包括油煙濃度、顆粒物濃度、非甲烷總烴濃度)，采集油煙凈化器、風機等治理設施的開機狀態，工作電流等參數，根據所采集的參數判斷治理設施的運行狀態是否良好，并將測量計算的數據通過無線網絡上傳至數據中心。數據中心將各個監測點的數據進行接收、存儲、統計分析形成報表，對不正常的監測點產生報警提示，并根據設定權限對各種客戶端(PC、移動終端)提供數據展示和響應的管理服務。
3、技術路線：油煙在線監控系統為B/S 架構，可在 Windows 系列、 Linux 系列等多種操作系統上運行。采用跨數據庫設計模式，可適應多種大型主流數據庫。支持接入監測終端設備數可根據需要擴展。可在火狐、谷歌等多種瀏覽器上使用。不僅包括可在PC機、PAD上使用的功能強大的WEB界面管理平臺，也包括可供環境監察人員使用的移動終端。依據國家環保行業標準 HJ/T212-2017傳輸環境監測數據，并提供安全可靠的、開放的數據接口，可與其他環境監測(監控)平臺交互數據，也可與上級監管部門綜合監測(監控)平臺進行對接。
數據中心采用基于Java平臺的J2EE技術體系，構建于B/S三層應用體系結構之上，采用 MVC 模式設計，運用國際先進和成熟的J2EE 技術框架，可在主流Linux系列操作系統、Windows服務器上安裝使用。
3.1 J2EE技術架構
J2EE技術架構基于多層軟件構架(即客戶層、表示層、業務層、集成層和資源層)，采用面向服務的思想、通過整合與集成各種應用系統，J2EE為搭建具有可伸縮性、靈活性、易維護性的系統提供了良好的機制。能夠為軟件開發提供先進實用、安全可靠、便于兼容、易于擴展的應用解決方案。
3.2 B/S模式架構
采用目前流行的基于瀏覽器/服務器模式的Brower/Server結構來搭建我們應用服務體系。這種模式具有分布性特點，可以隨時隨地進行查詢、瀏覽等業務處理。業務擴展簡單方便，通過增加網頁即可增加服務器功能。維護簡單方便，只需要更新服務器端，即可實現所有用戶的更新。開發簡單，共享性強，可以充分保證系統高效穩定地運行，又能滿足用戶對系統易操作性、易維護性的要求。
應用效果
本系統通過信息化手段幫助油煙監測運維主管部門對油煙監測運維情況進行跟蹤管理，為運維人員的監測和巡查工作提供更高效信息服務；為領導提供考勤依據；提高運維人員的運維力度、加快運維速度、構建多效運維環境。
通過數據分析可知，安裝在線監測設備后，異常餐飲企業單位數量整體下降，油煙凈化器正常率升高；油煙超標排放行為明顯改善，餐飲業主的環保意識有了明顯提升，部分企業已能自覺定期清洗和檢修或更換凈化器；排污濃度貢獻率整體下降。
遠程監控的推廣、便捷的線上操作大大促進了餐飲單位參與到環境保護工作中，從而增強其積極性和環保意識，餐飲企業由過去的“被動接受監管”轉變為現在的“主動整改”。
從對油煙主要組成成分監測到大數據分析平臺的開發，實現了在線監測數據傳輸、智能分析、預警預報等功能。利用互聯網與環境監測技術的結合，促進國內環境監測技術發展；大數據平臺分析功能有利于對城區餐飲業油煙排放的掌握，促進監管部門工作效率，環保預警預報部門可以在油煙排放超標前對其處理，減少環境污染，提高人民生活水平。
GB18483-2001《飲食業油煙排放標準(試行)》、HJ/T212-2017《污染物在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》、HJ477-2009《污染源在線自動監控(監測)數據采集傳輸儀技術要求》、CCAEPI-RG-Y-020《環保產品認證實施規則飲食業油煙濃度在線監測系統》等相關技術標準及指南。《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續監測技術規范》HJ75-2017，《固定污染源煙氣(SO、NOx、顆粒物)排放連續監測系統技術要求及檢測方法》H76-2017，《餐飲業油煙污染物在線監測系統技術要求》DB4403/T207-2021。
研發背景
監管手段原始單一：一是人手少，疲于奔命；二是設備差，大多沒有設備，監管手段也只停留在靠眼看靠鼻子聞的層面；三是由于缺少固定證據的技術手段，導致執法中認證難、取證難。靠人力監管無法實現全覆蓋，監測依靠傳統第三方上門檢測，形成周期長、費用高、步驟繁瑣、現場測試條件要求高、不能實現多點監測和實時在線監測、無法準確掌握整個飲食行業的油煙排放情況等問題。
餐飲油煙監控系統綜合運用環境監測技術，物聯網技術、地理信息技術、云計算技術，通過這些技術原理，對油煙污染物和凈化設施的工況實現24小時不間斷監控。實現在線監控精確、全面、不間斷，經得起時間、技術、法律的檢驗。通過采集數據傳輸到系統平臺，執法人員在系統中可以通過大屏幕、電腦、手機APP等終端實時看到各個餐飲企業是否正常開啟油煙凈化器，排污情況是否達標，從而使得執法人員的工作方向明確目標清晰。為提高整體監管效能，推動餐飲油煙治理規范化、常態化監督管理，持續改善人居環境，亟需全面推廣實施油煙在線監控，充分發揮油煙在線監控系統的“哨兵作用”。
技術特點
1、正虹環境是油煙在線監控行業的開創者和引領者，具有同行業領先的研發實力和技術水平；
2、擁有“油煙在線監控系統”5大核心科技發明專利；
3、承接廣州亞運會空氣質量保障項目獨家服務商；
4、基于物聯網的油煙在線監控技術體系，主動式運營維護的服務體系，協助柔性執法的管理體系，讓每一個合作伙伴更省心；
5、具有油煙監控系統自主研發實力，從V1.O到V6.0升級換代，專注于技術上的精益求精和優質服務；
6、三類異常每日報警推送，斷線、超標和聯動比異常的報警推送也可根據項目要求定制報警規則；
7、報警可以直接運維，在報警列表中，監管人員認為需要運維的餐飲單位可直接發布運維任務；
8、運維全流程監控，從運維到整改結束做全過程記錄，方便查看；
9、企業一企一檔管理，對餐飲企業的管理，包括基礎信息、實時數據、歷史數據、運維數據、報警數據等。方便落實和了解企業的各方面情況，建立更完善的管理制度；
10、關于精確治污：餐飲油煙在線監測系統將“精準治污”理念落在實處，面對企業端繁雜的環境監測任務，積極推進污染源監控規范化建設，通過在線監控系統形成分鐘數據、小時均值、日均值和月均值，實時反映排污單位的排放濃度和排放量，可實現單企業與單企業的多指標對比分析、多企業單天實時數據分析等，當接到餐飲油煙投訴時，如該區域內有多家餐飲單位，通過系統能迅速鎖定范圍，結合被投訴的時間點進行精準篩選、查詢，最終確定油煙擾民的餐飲單位。精準查看引起污染源具體餐飲單位名稱、精準查看片區內氣體污染物排放是否是由餐飲油煙引起等等，使監管部門和企業端都能及時掌握監測數據是否達標排放，實現對污染源的可測、可見、可督、可控。
二、典型應用案例
案例名稱
1、項目名稱：餐飲企業油煙在線監控系統安裝及服務項目 ；
2、業主單位名稱：深圳市生態環境局寶安管理局；
3、地點：廣東省深圳市寶安區；
4、服務范圍：包括新增100 套餐飲油煙在線監控設備的租賃和運維、監測平臺的升級和運維，以及已安裝油煙在線監控系統的 100家餐飲企業的監測數據接入油煙在線監測平臺，同時提供在線監測數據分析服務和輔助技術咨詢。
案例簡介
1、安裝及運行單位名稱：廣州正虹環境科技有限公司
2、安裝期限：合同簽訂之日起 90 個自然日內，乙方完成 100 套餐飲油煙在線監控設備及配套系統平臺的安裝、調試。安裝調試結束后，由甲方對餐飲油煙在線監控設備及配套系統平臺進行驗收，服務期限自安裝調試驗收合格之日起一年。
3、運營及維護期限：本項目設備運營維護期限自餐飲油煙在線監控設備和配套系統平臺安裝完成，經調試合格后并經甲方驗收合格之日起三年內。
4、服務工作內容：
4.1、餐飲油煙排放24小時實時監測
(1)按照甲方要求選取 100 家餐飲單位，統一安裝 100 套(一套：1個油煙監控主機，1 個油煙探頭，2個互感器)油煙在線監測設備，對其排放油煙濃度進行 24小時實時監測，(2)將100家新安裝的油煙在線監測設備數據和目前已安裝油煙在線監控系統的100家餐飲企業的監測數據接入油煙在線監測平臺統一管理，將數據體現在公共場所。
(3)負責100家新裝油煙在線設備的運行維護和餐飲油煙在線監測平臺的運行維護。
4.2、數據分析服務
(1)密切跟蹤餐飲油煙排放監測數據，及時將超標排放餐飲企業情況通報給甲方，方便甲方及時開展相應環保執法工作；(2)對油煙在線監測設備和平臺收集的數據進行整合分析，定期形成數據報告(周報、月報、季報、年報等)提交給甲方。
4.3、輔助技術服務
(1)建立和更新油煙污染源數據庫：
(2)對擬安裝油煙在線監測的餐飲企業的油煙監測設備進行檢查評估；
(3)每年至少組織2次全區環保網格管理員開展油煙污染巡查業務能力培訓。
5、工作質量要求
5.1、監測數據真實、實時、完整、有效，監測設備符合國家或深圳地方標準：單點數據獲取率達 93%以上，異常情況處理率100%；監測設備發生故障后，乙方人員應在 24 小時內排除故障。
5.2、技術服務團隊專業耐心、響應及時，回應處理甲方提出問題及時高效，按時提交數據報告和其他甲方需要的項目資料。
達到的標準或性能要求
1、GB18483-2001《飲食業油煙排放標準(試行)》、HJ/T212-2017《污染物在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》、HJ477-2009《污染源在線自動監控(監測)數據采集傳輸儀技術要求》、CCAEPI-RG-Y-020《環保產品認證實施規則飲食業油煙濃度在線監測系統》等相關技術標準及指南。《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續監測技術規范》HJ75-2017，《固定污染源煙氣(SO、NOx、顆粒物)排放連續監測系統技術要求及檢測方法》H76-2017，《餐飲業油煙污染物在線監測系統技術要求》DB4403/T207-2021
2、比對監測指標要求 :
顆粒物 排放濃度≤10mg/m3 絕對誤差不超過±5mg/m3
10mg/m3≤排放濃度≤ 20mg/m3 絕對誤差不超過±6mg/m3
非甲烷總烴 ≤50mg/m3 絕對誤差不超過±20mg/m3
油煙 ≤1mg/m3 絕對誤差不超過±0.2mg/m3
大于1mg/m3 相對誤差不超過±30%
3、餐飲油煙在線監測是運用自動控制技術、物聯網及互聯網技術、GIS 技術、計算機應用技術及分析技術，對油煙污染物和凈化設施的工況實現 24 小時不間斷監測。為餐飲企業安裝餐飲油煙在線監控儀和搭建餐飲油煙在線監測系統平臺，對餐飲企業油煙、非甲烷總烴及顆粒物排放情況、風機和油煙凈化設備使用情況連續不斷地實時跟蹤監測，運用物聯網技術應用平臺，實現監測數據實時采集、傳輸、存儲及以項目需要的方式形成各種報表，達到對油煙排放的24小時不間斷監管。
實時監測餐飲單位風機和油煙凈化設備的運行情況、油煙濃度、非甲烷總烴濃度、顆粒物濃度，監管餐飲業是否正常使用油煙凈化器，督促餐飲業主油煙排放達標，監測采集到的數據可以實時發送到PC、手機端，實現監管部門對餐飲油煙的實時監管和精準溯源。
存在超標情況，系統會產生如下報警：
油煙濃度的小時和日均值大于 2mg/m；
顆粒物的小時和日均值大于 5mg/m；
非甲烷總烴小時和日均值大于 10mg/m；
風機和油煙凈化設備未開啟。
業主單位
深圳市生態環境局寶安管理局
投運時間
2020年7月9日
工藝流程
針對餐飲企業油煙在線監控系統安裝及服務項目成立了項目小組，指派專業的項目經理負責全面的管理，并根據項目進展情況制定了項目計劃，并以每周一次的頻率根據實際情況修訂項目計劃，并向環保局及公司內相關人員通報項目進展情況，為該項目的順利開展提供了管理保障。建立項目經理負責制：廣州正虹針對餐飲企業油煙在線監控系統安裝及服務項目建立項目經理負責制，項目經理全面掌握設備維護管理現狀；結合現有運維流程，按服務標準規范，設立事件管理和問題管理流程，將具體的人員、組織結構、設備資產與流程相關的信息緊密結合形成規范書；根據流程，定義部門人員的角色和職責。油煙監控系統的總體結構如圖所示，油煙監控儀作為終端設備，實時檢測油煙排放數據(包括油煙濃度、顆粒物濃度、非甲烷總烴濃度)，采集油煙凈化器、風機等治理設施的開機狀態，工作電流等參數，根據所采集的參數判斷治理設施的運行狀態是否良好，并將測量計算的數據通過無線網絡上傳至數據中心。數據中心將各個監測點的數據進行接收、存儲、統計分析形成報表，對不正常的監測點產生報警提示，并根據設定權限對各種客戶端(PC、移動終端)提供數據展示。
運行情況
我司已經嚴格按照合同文件要求，完成了項目要求的軟硬件產品的安裝、調試、測試、試運行等環節工作。在項目交付驗收完成后，我們啟動項目運維服務工作，在服務運行期內，系統運行穩定，未發生信息安全事故及質量安全事故，我司按照合同規定的相關內容，在服務期內，1、每月對100套油煙在線監測設備和監測平臺進行運行維護。共運維1260次(含異常運維)，清洗探頭755次，更換配件90次，異常處理率達100%。2、密切跟蹤餐飲油煙排放監測數據，及時上報異常餐飲企業并跟蹤整改情況，共發現40家企業異常，已整改38家，未整改2家。3、對油煙在線監測設備和平臺收集的數據進行整合分析，定期形成數據報告月報、季報、年報等。4、2021年1月21日對各所油煙執法人員進行了油煙在線監控培訓。通過數據分析可知，較在線監控前相比，異常餐飲企業單位數量整體下降，油煙凈化器正常率升高；油煙超標排放行為明顯改善，餐飲業主的環保意識有了明顯提升，部分企業已能自覺定期清洗和檢修或更換凈化器；排污濃度貢獻率整體下降。遠程監控的推廣、便捷的線上操作大大提升了餐飲單位按要求參與環保的積極性和主動性，餐飲企業由過去的“被動接受監管”轉變為現在的“主動進行整改”。
2021年是“十四五”規劃的開局之年，也是污染防治攻堅戰從“堅決打好”到“深入打好”的關鍵之年。在寶安區委區政府的堅強領導下，在全區共同努力和各技術團隊精誠協作下，我區空氣質量水平取得新的歷史性突破，PM2.5年均濃度降至18.8微克/立方米，空氣質量優良率達到94.2%，全市排名大幅提升圓滿完成年度目標。2021年1月18日深圳市生態環境局寶安管理局簽署的感謝信里面提到寶安環境空氣質量的提升離不開廣州正虹環境科技有限公司的積極支持與協助感謝貴我司盡心竭力為寶安大氣污染防治工作提供專業咨詢、精細服務和技術支撐！
技術應用產生的碳減排效果
“十三五”期間，廣東省生態環境部門受理的群眾投訴中，7%-10%為對餐飲油煙污染投訴。在第一輪中央環保督察期間，因群眾對餐飲油煙污染投訴量大，且整改在短時間內難以完成，少數地方為避免在督察期間被反復投訴或被認為“整改不到位”，對餐飲企業采取了“停業整頓”，從而導致群眾因“吃不上早點”而引發社會負面輿情。2021年第二輪中央環保督察期間，群眾對餐飲業油煙污染投訴仍占大氣污染投訴量的10.1%，最高的一天高達37.5%。
監督餐飲單位能夠管理好自己的凈化治理設施，從而降低油煙排放。一方面是減輕監管人員的工作量，另一方面是為執法提供輔助數據，減少油煙擾民問題，監督餐飲單位做好自身的管理。安裝在線設備可以實時監控餐飲單位排放達不達標，讓餐飲單位重視維護凈化器，提高環保、法律法規的意識。通過數據分析可知，安裝在線監測后，異常餐飲企業單位數量整體下降，油煙凈化器正常率升高；油煙超標排放行為明顯改善，餐飲業主的環保意識有了明顯提升，部分企業已能自覺定期清洗和檢修或更換凈化器；排污濃度貢獻率整體下降。
原標題：環保新質生產力 | 餐飲油煙在線監測系統
