化學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐

陳建國 葉家華 李亞萍 徐 令

寧波出入境檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心 浙江寧波 315043

1 前言

為保證化學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室人員的身體健康、降低職業(yè)病危害和確保實(shí)驗(yàn)室廢氣排放的無害化處理[1]，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施便是通風(fēng)系統(tǒng)[2，3]。針對化學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)的問題，分析原因和總結(jié)實(shí)踐，提出合理化建議，可供化學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室和設(shè)計(jì)施工單位借鑒。

2 廢氣處理終端

化學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的廢氣處理終端主要針對兩種廢氣源：一是源自無機(jī)樣品消化前處理、高溫設(shè)備散熱、光譜儀器散熱，一般以排放熱的酸氣為主；二是源自有機(jī)溶劑提取、濃縮或色譜類儀器殘余揮發(fā)物排放為主。無機(jī)廢氣以水噴淋塔進(jìn)行酸堿中和處理，有機(jī)物廢氣以活性炭吸附方式進(jìn)行處理。

最為常見的水噴淋塔結(jié)構(gòu)如圖1所示，通常由桶狀水噴淋塔、噴霧水泵和循環(huán)貯水箱等組成。一般用聚丙烯（PP）或玻璃鋼材料制造，桶體要求牢固且耐酸堿。水噴淋塔安裝驗(yàn)收后常會出現(xiàn)以下問題：（1）水噴淋塔因無合適的循環(huán)水堿度控制手段，可能沒有真正起到廢氣中和收集作用；（2）直接將循環(huán)廢水排放到屋頂，結(jié)果是將排放的廢氣轉(zhuǎn)換成了廢水，沒有真正起到環(huán)境保護(hù)的作用。

圖1 水噴淋塔示意圖

有機(jī)廢氣處理裝置相對簡單，如圖2所示，通常由進(jìn)風(fēng)口（廢氣入口）、活性炭吸附區(qū)和出風(fēng)口（達(dá)標(biāo)氣體排放口）組成。該類裝置的關(guān)鍵在于活性炭吸附板的有效活性，一旦飽和，即失去廢氣收集能力，設(shè)備便成為擺設(shè)。

圖2 活性炭吸附裝置示意圖

兼于上述問題，建議：（1）施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的廢氣排放量，明確水噴淋塔加堿料的用量、循環(huán)水更換的頻次。（2）貯水池廢水出口必須接入實(shí)驗(yàn)室污水處理系統(tǒng)，避免造成二次污染。（3）在有機(jī)廢氣處理的出風(fēng)口安裝傳感器，提示及時(shí)更換活性炭吸附板。（4）要求實(shí)驗(yàn)室方安排專門人員負(fù)責(zé)日常檢查和維護(hù)，確保廢氣處理終端正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 通風(fēng)管路

通風(fēng)管路質(zhì)量直接影響到實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[4，5]。管路安裝過程中應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：

（1）管路材料選擇?；瘜W(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)管路通常采用PP或聚氯乙烯（PVC）板材焊接管或直接使用圓型成品管。用PP或PVC板材現(xiàn)場制作相對方便，但要確保無漏焊，管內(nèi)壁接縫處無凹陷。內(nèi)徑尺寸較大的通風(fēng)管需要增加內(nèi)壁支撐材料。室外鋪設(shè)的通風(fēng)管路最好采用玻璃鋼材料。

（2）管路法蘭連接。通風(fēng)管路一般用法蘭進(jìn)行連接，金屬螺絲硬，而風(fēng)管材料相對較軟，需要加工人員掌握好每個(gè)螺絲擰緊的力度，保證風(fēng)管接口處不破裂，密封墊圈不變形。同時(shí)，管路內(nèi)壁密封填圈最好能適當(dāng)高出材料板面，以免造成管路連接處有凹陷。為保證氣流通暢，轉(zhuǎn)折處均應(yīng)采用弧線型連接。

（3）管路設(shè)計(jì)安裝。為防止排放的不同廢氣相互反應(yīng)引起意外，必須將有機(jī)與無機(jī)的主要通風(fēng)管路分開，單獨(dú)安裝風(fēng)機(jī)和尾氣處理；為防止不同實(shí)驗(yàn)室間有害氣體串味，主管路最好單獨(dú)安裝。

4 通風(fēng)柜與抽氣罩

通風(fēng)柜是化學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室用途最為廣泛的裝置，使用便捷和排氣高效是保證實(shí)驗(yàn)室人員健康的基本要求[6]。進(jìn)行無機(jī)前處理的通風(fēng)柜，箱體需要采用耐酸堿、耐高溫的復(fù)合板材，操作臺板則除耐酸堿外還需要耐更高的溫度，宜用陶瓷材料。樣品消化時(shí)使用氫氟酸較多的實(shí)驗(yàn)室宜采用表面涂敷特氟隆的箱體和臺板材料。常規(guī)有機(jī)前處理的通風(fēng)柜，箱體和臺面只要能耐有機(jī)物腐蝕且能耐一定的溫度即可。通風(fēng)柜出風(fēng)口不得安裝電線、傳動膠帶、軟接頭塑料伸縮管等易燃材料。

抽氣罩主要用于設(shè)備產(chǎn)生廢氣的排放和實(shí)驗(yàn)室空間換氣。高溫設(shè)備和光譜質(zhì)譜類儀器產(chǎn)生熱量較大，需要較大的排風(fēng)量以確保熱廢氣體排放和儀器散熱。而色譜類儀器及藥品試劑柜只需排除有機(jī)揮發(fā)物，確保儀器室和試劑室內(nèi)空氣清新即可，不需要特別大的排放量。

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜和抽氣罩需求量日益增多，而主風(fēng)機(jī)容量有限，排風(fēng)總量會隨著設(shè)備和管路的老化而日益減小。因此，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)應(yīng)預(yù)留足夠的排風(fēng)量以滿足需要。臨時(shí)或局部安裝通風(fēng)柜或抽氣罩時(shí)，應(yīng)格外注意排風(fēng)機(jī)組的總排量。

5 新風(fēng)系統(tǒng)

楊玲[4]認(rèn)為可在實(shí)驗(yàn)室外墻開孔安裝條縫型百葉窗來解決補(bǔ)風(fēng)問題。但是，新建樓房多為板式框架結(jié)構(gòu)，直接開孔有礙建筑外觀，也不利于室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)。如果整個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域能安裝控溫新風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)然最好，但設(shè)計(jì)安裝一組簡潔高效、方便實(shí)用的新風(fēng)系統(tǒng)也不失為一種好的選擇。夏冬兩季，為防止前處理實(shí)驗(yàn)室冷熱空氣的大量損失，可在通風(fēng)柜的前上方安裝補(bǔ)風(fēng)口，縮短新風(fēng)出風(fēng)口與通風(fēng)柜門之間的距離，盡可能地減少補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)對室內(nèi)大空間的溫度影響。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安裝空氣壓力傳感器，當(dāng)房間內(nèi)外存在一定壓差時(shí)，新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)啟動。采用這一方法，既能保證實(shí)驗(yàn)室有足夠的新風(fēng)補(bǔ)充，又可以關(guān)閉門窗降低空調(diào)能耗。

6 結(jié)語

化學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)系到實(shí)驗(yàn)室人員健康安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)充分考慮實(shí)際需求和各種影響因素，周到設(shè)計(jì)，精心施工，確保通風(fēng)系統(tǒng)符合安全環(huán)保要求。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室也應(yīng)做好通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備日常運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)工作，保證廢氣的充分排放和有效處理，為創(chuàng)造人類美好生活環(huán)境共同努力。