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惡英實驗室潔淨工程設計

發布時間:2019-10-09 07:17:17人氣:1195

二惡英是多氯二苯並-對-二惡英(簡稱PCDDs)及多氯二苯並呋喃(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,並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個國家簽署並通過了斯德哥爾摩公約,提出了包括二惡英在內的12種重點控製的環境持久性有機汙染物名單,旨在禁止和限製使用環境持久性有機汙染物,由於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汙染的潛在可能性。

  最近幾年來,特別在國務院批複《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後。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麵,還沒有專用設計規範,由於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)及實驗櫃台、辦公家具。

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

  (4)暖通空調設計符合潔淨廠房設計規範。

  (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;並要求物料傳遞線路最短。

  (7)確定潛在汙染外溢的防護措施。

  (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.建築結構平麵布局

  二惡英實驗室潔淨工程造價比較昂貴,因此平麵布局不能過於繁瑣,否則並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、中央實驗台、普通工作台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淨實驗區;廢液保管室、試劑保管與存放室為非潔淨實驗區;數據處理中心可設置在與實驗室相鄰的普通辦公區。

  (2)人員淨化和物料淨化

  潔淨區人員淨化:經淨鞋→普通外衣存放區→潔淨更衣→風淋或緩衝→進入潔淨實驗室區域;進入實驗室人員必須穿潔淨服。

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

  (3)任何物料進入潔淨實驗室不能原路返回並且傳遞窗雙門要求聯動互鎖;

  3.建築結構

  (1)實驗室耐火極限不應低於二級。

  (2) 建築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)牆壁和頂棚:表麵應平整、光滑、不起塵、便於清潔、並應減少凹凸麵;並有可靠的密閉措施。

  (4)地麵:地麵應平整、耐磨、易清洗、不易積靜電,避免暄光、不開裂,並有可靠的密閉措施,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。淨化區與外牆相連側應采用雙層空玻璃。

  4.空調通風係統

  (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,並以各功能區域汙染程度高低確定相對該區域相對負壓值,保證汙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;並且不得有障礙。

  (2)排風係統:實驗室排風係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,便於進行檢漏和更換,不應安裝於排風機的正壓端,因這樣既不能保護排風機、又不能滿足汙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,並達到稀釋通風櫃內有害氣體的濃度。為確保正實驗室潔淨度,通風櫥必須經高效過濾處理。

  (4)空調及空氣處理係統:由於二惡英實驗室試驗區空調不應該采用分體空調或立櫃式空調器,因空調器本身是一個微生物滋生裝置,會汙染實驗室環境。並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淨度要求功能。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。鑒於二惡英極強毒性,建議實驗室空調機組為全新風機組。對於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。空氣處理係統末端需設有高效過濾器。

  5.係統調節及控製功能

  (1)實驗室應設置空調送風係統、通風櫥補風係統及排風係統。

  (2)室內相對壓差控製: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、排風係統上應安裝必要的定風量閥及可控製的風量調節閥,而不是普通調節閥。

  (3)通風櫥補風、排風控製: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、出風口及實驗台排風口都應設有定風量閥,並設有防倒流措施。因不同時期,通風櫥同時使用的數量不盡相同,故要求排風係統采用變頻控製措施。同樣原因,通風櫥補風係統也采用變頻措施,使之滿足實驗室負壓要求,並滿足不同數量的通風櫃啟停對不同補風量的要求。

  (4)實驗台排風控製:需要有排風處理的實驗台,應具有排風罩等設施,並且排風管上設有相應定風量閥或可控製風量閥。

  (5)溫濕度控製:由於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,並達到控製室內溫濕度要求。夏天采用表冷器製冷到露點除濕,並采用輔助加熱升溫並達到製冷除濕效果。冬季加熱采用控製電加熱器的功率或蒸汽加熱閥;加濕采用控製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,積到一定的量後,引起過濾網前、後的壓差過大,若不更換會引起風阻過大,送風風量降低等問題。在係統應設置實時監測濾網壓差報警功能。

  (7)係統-連鎖控製:係統開→排風係統打開→送風係統開;係統關→送風係統關→排風係統關;通風櫃開—排風閥打開→送風閥打開→補風閥打開;通風櫃關→補風係統關→送風閥關→排風閥關。

  (8)人員限製:為了保證實驗室不受外界因素的過多幹擾,進入實驗室人員、人數都應有嚴格的限製;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)實驗室總配電櫃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麵。

  (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係統實行連鎖,火災發生時,火災報警係統發出信號,風機停止運行,防火閥關閉。

  (5)低壓配電係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後,才能進入生活汙水網。

  (2)為防止手部汙染,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、光電及紅外線控製開關。

  (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、光電及紅外線控製的開關。

  (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、光電及紅外線控製的開關。

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

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