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      惡英實驗室潔凈工程設計

      發布時間:2019-10-09 07:17:17人氣:1061

      二惡英是多氯二苯并-對-二惡英(簡稱PCDDs)及多氯二苯并呋喃(簡稱PCDFs)兩大類有機化合物的統稱。二惡英本身是具有極強毒性如致畸、致癌、致突變,并可能致器官結構的永久性傷害、兒童的免疫能力下降、智力和運動能力的永久性障礙等。2000年5月,包括中國在內的90個國家簽署并通過了斯德哥爾摩公約,提出了包括二惡英在內的12種重點控制的環境持久性有機污染物名單,旨在禁止和限制使用環境持久性有機污染物,由于較長時間使用含氯農藥和造紙使用氯堿,我國目前存在著二惡英污染的潛在可能性。

        最近幾年來,特別在國務院批復《全國危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》決定在全國分區配套建設七個二惡英檢測實驗室之后。許多疾控中心、高校及鋼鐵工業生產單位相繼建設或正在建設二惡英檢測與分析實驗室。但國內在二惡英實驗室建設方面,還沒有專用設計規范,由于二惡英實驗室的專業性強,難免會在實驗室設計與施工過程中遇到困難,筆者根據在浙江大學熱能所二惡英實驗室建設的經驗,提出以下思路供用戶、設計單位和施工單位參考。

        1.設計理念

        (1)確定合理工藝流程。與實驗室操作人員溝通,確定合理的工藝流圖,要求該流程對二惡英監測、分析對最有利,對實驗室人員安全操作起保護作用。

        (2)確定實驗室所需的實驗基本設備(如通風櫥、冰箱、旋轉蒸發儀)及實驗柜臺、辦公家具。

        (3)確定潔凈區與非潔凈區以及輔助區;確定各功能區域合理潔凈度及壓差梯度。

        (4)暖通空調設計符合潔凈廠房設計規范。

        (5)確定不同功能區域的壓差。

        (6)確定人流、物流通道,要求入口嚴格執行人流、物流分開;并要求物料傳遞線路最短。

        (7)確定潛在污染外溢的防護措施。

        (8)確定實驗室“三廢”排放需滿足標準。

        (9)確定實驗室通信、消防設施齊全和實驗室自我保護功能、必要的檢測、顯示、報警功能。

        2.建筑結構平面布局

        二惡英實驗室潔凈工程造價比較昂貴,因此平面布局不能過于繁瑣,否則并不能真正起多少實際作用,反而造成浪費。

        (1)實驗功能區域主要組成

       

        應對實驗室主要用途、基本性能指標、要有透徹的了解,確定合理功能區域劃分,同時實驗室功能區域劃分應滿足有足夠空間安裝通風櫥、中央實驗臺、普通工作臺及其基本的設備如冰箱、蒸發儀器的要求。筆者建議試驗區有功能區域如下:樣品保管室、高濃前處理室、低濃前處理室、儀器分析室、操作與篩選室、采樣儀器存放樣室、廢液保管室、試劑保管與存放室;數據處理中心。其中樣品保管室、高濃前處理室、低濃前處理室、儀器分析室、操作與篩選室、采樣儀器存放室為潔凈實驗區;廢液保管室、試劑保管與存放室為非潔凈實驗區;數據處理中心可設置在與實驗室相鄰的普通辦公區。

        (2)人員凈化和物料凈化

        潔凈區人員凈化:經凈鞋→普通外衣存放區→潔凈更衣→風淋或緩沖→進入潔凈實驗室區域;進入實驗室人員必須穿潔凈服。

        樣品物流通道:經緩沖→物料凈化傳遞口進入樣品保管室等潔凈實驗室區域,通道應設計成單向性;試劑物流通道:經試劑保管室→凈化傳遞口試劑配置→進入潔凈實驗室區域,通道應設計成單向性;廢品物流通道:經廢液保管室→緩沖→出實驗室區域,通道應設計成單向性。

        (3)任何物料進入潔凈實驗室不能原路返回并且傳遞窗雙門要求聯動互鎖;

        3.建筑結構

        (1)實驗室耐火極限不應低于二級。

        (2) 建筑圍護結構和室內應選用氣密性良好,有在溫度、濕度變化時變形小的材料。

        (3)墻壁和頂棚:表面應平整、光滑、不起塵、便于清潔、并應減少凹凸面;并有可靠的密閉措施。

        (4)地面:地面應平整、耐磨、易清洗、不易積靜電,避免暄光、不開裂,并有可靠的密閉措施,能夠耐常規化學試劑的腐蝕;筆者建議采用增強型環氧樹脂自流坪或PVC卷材。

        (5)門窗:實驗室門窗要求有良好的密閉性,各門應自行關閉功能。凈化區與外墻相連側應采用雙層空玻璃。

        4.空調通風系統

        (1)實驗室氣流組織必須合理,避免死角過大,壓差必須設置合理。

        筆者建議實驗室內氣壓相對外界保持負壓,并以各功能區域污染程度高低確定相對該區域相對負壓值,保證污染度最重的區域相對負壓最高;室內排風口應設置在合理布置;并且不得有障礙。

        (2)排風系統:實驗室排風系統必須經無害化處理,建議采用活性炭過濾器對排風進行處理,活性炭過濾器安裝位置應合理,便于進行檢漏和更換,不應安裝于排風機的正壓端,因這樣既不能保護排風機、又不能滿足污染的排風段必須負壓要求。

        (3)通風櫥:通風櫥排風量需達到一定排放量,已達到防止有害氣體溢出來以滿足實驗室人員的要求。

        從節約能源考慮,筆者建議采用補風型通風櫥,以節省空調負荷,并達到稀釋通風柜內有害氣體的濃度。為確保正實驗室潔凈度,通風櫥必須經高效過濾處理。

        (4)空調及空氣處理系統:由于二惡英實驗室試驗區空調不應該采用分體空調或立柜式空調器,因空調器本身是一個微生物滋生裝置,會污染實驗室環境。并且達不到大焓差要求,建議采用組合式空調機組以滿足空氣的冷、熱、濕處理及實驗室內潔凈度要求功能。組合式空調機組含有初效過濾新風段、中效過濾段、表冷段、加熱段、加濕段。鑒于二惡英極強毒性,建議實驗室空調機組為全新風機組。對于有特殊溫濕度要求的房間(如儀器分析室)需采用恒溫恒濕精密空調??諝馓幚硐到y末端需設有高效過濾器。

        5.系統調節及控制功能

        (1)實驗室應設置空調送風系統、通風櫥補風系統及排風系統。

        (2)室內相對壓差控制:為嚴格保證實驗室內各個區域的壓差和壓力梯度,各個排風口排風量要求,送風、排風系統上應安裝必要的定風量閥及可控制的風量調節閥,而不是普通調節閥。

        (3)通風櫥補風、排風控制:通風櫥是二惡英實驗室最常用的設備實驗室,對其安全性能要求也是最高的。實驗室通風櫥補風口、出風口及實驗臺排風口都應設有定風量閥,并設有防倒流措施。因不同時期,通風櫥同時使用的數量不盡相同,故要求排風系統采用變頻控制措施。同樣原因,通風櫥補風系統也采用變頻措施,使之滿足實驗室負壓要求,并滿足不同數量的通風柜啟停對不同補風量的要求。

        (4)實驗臺排風控制:需要有排風處理的實驗臺,應具有排風罩等設施,并且排風管上設有相應定風量閥或可控制風量閥。

        (5)溫濕度控制:由于空調機組為全新風機組,實驗室采用傳感器檢測室內送風溫濕度,并達到控制室內溫濕度要求。夏天采用表冷器制冷到露點除濕,并采用輔助加熱升溫并達到制冷除濕效果。冬季加熱采用控制電加熱器的功率或蒸汽加熱閥;加濕采用控制電極或其他類別加濕器。

        (6)過濾器壓差監控:空調箱在使用過程中,過濾網易產生積塵和雜質,積到一定的量后,引起過濾網前、后的壓差過大,若不更換會引起風阻過大,送風風量降低等問題。在系統應設置實時監測濾網壓差報警功能。

        (7)系統-連鎖控制:系統開→排風系統打開→送風系統開;系統關→送風系統關→排風系統關;通風柜開—排風閥打開→送風閥打開→補風閥打開;通風柜關→補風系統關→送風閥關→排風閥關。

        (8)人員限制:為了保證實驗室不受外界因素的過多干擾,進入實驗室人員、人數都應有嚴格的限制;人員進入實驗室,都必須經有效IC卡的確認。

        6.實驗室配電

        (1)二惡英試驗室設置備用電源,采用雙路供電(應有自動切換功能)。

        (2)實驗室總配電柜應設置在專用配電間,實驗室設備,插座次專用配電盤和檢修口應設置在實驗區外面。

        (3)實驗室應設置指示燈及應急燈,插座采用防潮防濺型插座。

        (4)空調風機、補風機、防火閥必須與火災報警系統實行連鎖,火災發生時,火災報警系統發出信號,風機停止運行,防火閥關閉。

        (5)低壓配電系統應有良好接地功能,各金屬用電設備外殼應有可靠接地,如有必要,某些專用設備(如分析儀器)設置單獨接地。

        (6)對室外布置的設備及管道等應有可靠防雷接地設施。

        7.給排水

        (1)實驗區水池及其他排水經活性碳吸附過濾或其他化學處理后,才能進入生活污水網。

        (2)為防止手部污染,不允許實驗工作時手接觸水龍頭,日前國內醫院廣泛采用肘式、腳踏開關的龍頭,還有膝式、光電及紅外線控制開關。

        (3)給水管道不能直接不允許實驗工作時手接觸水龍頭,采用肘式、腳踏開關的龍頭,還有膝式、光電及紅外線控制的開關。

        (4)給水管道不能直接不允許實驗工作時手接觸水龍頭,目前國內醫院廣泛采用肘式、腳踏開關的龍頭,還有膝式、光電及紅外線控制的開關。

        總之,二惡英實驗室建設還處于發展階段,其設計理念還需不斷完善與提高。
       

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