上排水工程在實驗室中的應用

孫偉偉

中國藥科大學

1 概述

在新建及改造的實驗室，實驗室內部配套工作及附屬工程也是實驗室建設的重要組成部分，也直接關系到實驗室建設標準的高低及使用的效果，作為實驗室重要的組成部分，實驗室排水也至關重要[1]，對于一些特殊的實驗室，實驗所產生的廢水存在一定的毒性及有害性，必須處理后符合國家標準后方可進入污水管道。按常規實驗室廢水排放流程，實驗室廢水經設備向下排出，經廢水處理設備處理后排入廢水管道，整個排水過程都是靠水的自身重力自然排水，所以在給排水設計過程中要充分考慮排水的坡度，水平排水管的布置一般會設置在本層地面或者下一層的吊頂內，在現場土建施工中，在每層的樓板要預留排水管空洞。

在普通實驗室樓內，開洞讓排水管穿樓板是可行的，也是常規的，但是遇見樓板不能開洞的情況，比如說地下室是人防區域，或者樓下是防爆室等。此種情況下，此層的排水管不能從下層的吊頂內鋪設，如果在本層地面鋪設，排水找坡距離過長，會影響本層實驗室內的布局及使用功能，給設計及使用者帶來不少的麻煩。

鑒于此，現介紹另一種實驗室排水系統--實驗室上排水系統。

2 設計原理及原則

（1）在實驗室中央臺內安裝PP 防腐蓄水池，通過管道將水槽排水管與PP蓄水池連接，PP蓄水池用于實驗用水的儲蓄。（2）將氣動隔膜泵安裝在中央臺內，氣動隔膜泵用降噪材料處理，降低隔膜泵運行噪音，通過氣動隔膜泵將PP蓄水池中廢水抽入上排水管道，排水管道要求斜坡安裝，可以將排水自然流入室外排水管道中。（3）氣動隔膜泵采用氣動原理，通過氣動電磁閥控制氣動隔膜泵的啟停。（4）氣動隔膜泵的控制原理：在PP水箱中安裝高低液位傳感器，當檢測到水箱中水位處于高位時，通過控制器輸出控制電磁閥開啟，電磁閥控制氣動隔膜泵的運行將PP蓄水箱中的水抽至排水管道中。當控制器檢測到水箱低水位時，關閉氣動隔膜泵的電磁閥，氣動隔膜泵停止運行。（5）水浸傳感器用于檢測PP蓄水箱周邊是否有漏水，當PP水箱周圍有漏水發生，水浸傳感器檢測并報警，提示有漏水故障。

3 系統工作原理

（1）控制器檢測水箱液位高度，當蓄水箱液位達到高液位時，控制器檢測到電信號，控制氣動隔膜泵的電磁閥啟動，啟動隔膜泵將蓄水箱中廢水排出。（2）當控制器檢測到蓄水箱液位高度為低液位時，控制器控制隔膜泵電磁閥關閉，關閉隔膜泵，停止排水。（3）可以設定氣動隔膜泵定時排水時間和排水間隔，同時具備低液位保護作用。（4）水浸傳感器安裝在蓄水箱周圍，當水箱周圍發生漏水故障時，水浸傳感器電極電阻發生變化，將信號傳送至控制器，并報警提示。（5）控制器具備遠程通訊接口，可實現多臺排水系統聯網集中監控。

4 常用的主要元器件的介紹

4.1 氣動隔膜泵

氣動隔膜泵是不同于常規的輸送機械，它把空氣壓縮為動力，對于各種液體，無論有沒有腐蝕性，甚至帶顆粒的液體，易揮發、高粘度的液體，都可以抽干凈。可以調節排水的流量。體積小易于挪動，不需要地基，占地面積小，安置簡便經濟。氣動隔膜泵一般采用的都有四種材質：不銹鋼、塑料、鑄鐵、鋁合金。

氣動隔膜泵在使用過程中具有以下幾個特點：（1）在空氣壓縮的過程中，會產生一部分氣體排出，排出氣體是一個吸熱的過程，在此過程中，氣泵的溫度是降低的，沒有有害氣體產生。（2）氣泵在工作過程中，不利于電力，也不會產生靜電效應。（3）該容器可以采用球閥，避免使用過程中產生堵塞。

4.2 水浸傳感器

水浸傳感器是根據液體可以導電的原理，用導電的形式檢測是否有水存在，再利用自身的傳感器輸出。

4.3 音叉液位計

音叉液位計是一種采用音叉原理設計的液點液位開關工具，其開關的工作原理是通過壓電晶體的諧振來引起其振動的。

當受到物料阻尼作用時，振幅急劇降低且頻率和相位發生明顯變化，這些變化會被內部電子電路檢測到，經過處理后，轉換成開關信號輸出。

5 施工注意事項

5.1 質量控制和保證的指導原則

（1）在施工前，施工單位、監理單位及建設單位應該組織圖紙會審，特別是施工單位應對圖紙進行深化設計，在施工過程中，監理加大對施工質量的控制，確保施工能夠高質量的完成，達到使用要求。（2）在施工材料選擇及使用上，建設單位及監理應嚴把質量關，對于進場資料必須具有三證才能進場施工。（3）是施工過程中，要做好隱蔽工程的驗收工作，對于施工資料，要同步完成及同步審查，竣工驗收后，由監理及建設單位同步就施工資料及施工質量進行驗收。（4）后期保養維護，對于該設備的日常運行中，會產生一定損耗，使用單位應對該成套設備進行定期檢查及保養，對于易損壞的元器件，要請專業的公司進行更換。

6 結論與建議

綜上所述，實驗室采用上排水具有如下特性：（1）管道鋪設具有一定的靈活性，施工方便。在管道鋪設的過程中，可以充分利用實驗室內的空間，減少實驗室排水對空間實驗的限制，提高實驗室的利用率。（2）在實驗過程中，氣動隔膜泵在啟動及運行過程中會產生一定的噪音，但此噪音可以在施工過程中處理到人可以接受的范圍。（3）與常規實驗室排水不同，上排水需要一定的設備，此設備在后期運行過程中需要對設備進行保養及維護，后期會投入一點的人力及物力，但是比較其它管道，上排水的維護及保養比較簡單方便，維護成本也比較低。（4）上排水施工可以使實驗廢水有效的收集處理，可以提高建筑的利用率，使常規不適合做有排水實驗室的房間重新利用，使建筑布局更能好的滿足使用單位的需求。

需要注意的是，采用實驗室上排水系統，需要特定的設備及相關材料，項目初期投資較高，選用是根據項目具體情況及經濟比較后選用。