台湾环境资源永续发展研讨会

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1、2009台灣環境資源永續發展研討會廚房油煙廢氣以洗滌法結合電漿反應方式處理之氣相中光學發射光譜變化廚房油煙廢氣以洗滌法結合電漿反應方式處理之氣相中光學發射光譜變化1,2＊3謝連德、張弘昌1國立屏東科技大學環境工程與科學系副教授2國立屏東科技大學新興污染物研究中心副教授3國立屏東科技大學環境工程與科學系博士生摘要本研究主要利用油煙廢氣導入自行研發設計之洗滌塔（WSB）/電漿反應器（PR）系統進行處理，並以光學發射光譜儀量測本系統於處理前後之光學放射光譜(opticalemissionspectra,OES)變化情形，藉以明瞭排放廢氣中氣態相中光學發射光譜變化情形。實驗操作參數中，洗滌塔所選用之洗

2、滌液為自來水以及酵素洗滌3液。而電漿反應器內部屬常壓電漿，並採用五種不同輸出功率（0.112kJ/m、0.1293333kJ/m、0.138kJ/m、0.146kJ/m、0.156kJ/m）來進行實驗與討論。實驗結果得知，在五種不同電漿輸出功率操作下：當(i)未導入油煙廢氣單獨開啟PR（電漿背景值）、(ii)油煙廢氣經由WSB/PR、(iii)油煙廢氣經由ESB/PR等三種狀況下，均+++測到活性物種C、C2、CH、N、Hγ、N2、N2、NO、C、NH、O2、H2、O。當油33煙廢氣經WSB/PR處理時，操作電漿功率由0.112kJ/m升至0.146kJ/m時，活性物種光發射強度隨之增強。而油

3、煙廢氣經ESB/PR處理時，操作電漿功率由0.11233kJ/m升至0.138kJ/m時，亦具相同趨勢。此外，活性物種數量隨電漿功率增加而有下降趨勢，此現象推論與電漿反應中因H2O分解作用降低電子能量，使得活性物種數量減少。關鍵字：電漿、廚房油煙、光學發射光譜、活性物種、自由基一一一、一、、、前言前言近年來廚房或餐廳烹煮過程所排放油煙廢氣，未經適當污染防制設備而任意排放，對居家環境造成之公害問題，備受大眾的關注。文獻研究指出，油煙中含有對人體有致癌性與致突變之多環芳香烴（PAHs）、烷類、烷酸、烷醛、醛類、酮類、酸類、醯胺類、POM（ParticulateOrganicMatter）等化合物，

4、人體若長期暴露於這些物質容易造成呼吸系統病變，而導致癌症發(Roggeetal.,1991；Chiangetal.,1999；Zhuetal.,2003；Heetal.,2004；Zhaoetal.,2007）。因此，油煙危害人體健康之問題我們必須重視。而對於廚房餐廳油煙廢氣之處理技術研發更是值得探討之研究議題。電漿技術發展已有數十多年的歷史，廣泛使用在機械化工、材料、環境等不同之研究領域。隨著電漿技術進步，在環境研究議題上各類型電漿反應器已經陸續發展並應用在污染物控制與處理。例如：高週波電漿法(Radio-frequencyplasma，中華民國九十八年十月二十三日中壢市國立中央大學土木系、

5、南亞技術學院環安衛中心/土環系2009台灣環境資源永續發展研討會廚房油煙廢氣以洗滌法結合電漿反應方式處理之氣相中光學發射光譜變化RF)、微波電漿法(Microwaveplasma)、介電質放電法(DielectricBarrierDischarge，DBD)、電暈放電法（CoronaDischarge）等方法。上述處理方法在研究文獻上指出對氣態污染物質具有處理效果（Shihetal.,2003；Wangetal.,2007；Yanetal.,2006）。因電漿具有高溫特性可將有害毒物質分解成無毒害物質或氣體分子(Huangetal.,2003；Wangetal.,1999；Chenetal.,

6、2009）。此外，光學放射光譜（OpticalEmissionSpectroscopy，OES）常應用在電漿系統進行非侵入式之化學成分與自由基物種監測診斷（Chateietal.,1999；Elliottetal.,2000；廖駿偉，2004；Leeetal.,2008）。目前國內外應用電漿技術處理廚房油煙的研究議題較為少見且前人只針對廚房或餐廳油煙廢氣中化合物進行研究，較少有以常壓電漿技術處理油煙廢氣之光學發射光譜的研究。因此，本研究利用油煙產生器將油煙廢氣導入自行設計組裝之洗滌塔（WSB或ESB溶液）/電漿反應器(PR)反應系統進行處理，並於電漿反應器系統後端以光學發射光譜儀監測反應過程之

7、放射光譜譜線，最後將實驗所得光譜譜線進行資料庫比對，了解利用常壓電漿處理油煙廢氣反應OES之特性。二二二、二、、、材料與方法材料與方法本研究中所使用之研究系統為自行研發設計組裝而成，實驗系統架構如圖1所示。實驗設備規格如下所示。首先介紹實驗硬體設備，第二為實驗材料，第三為實驗方法。圖1.實驗系統圖中華民國九十八年十月二十三日中壢市國立中央大學土木系、南亞技術學院環安衛中心/土環系2009台灣環境資