洁净厂房内的生产工艺对环境有较高的要求,需要对其生产车间的空气悬浮粒子浓度进行控制,同时,还需保证一定的温度、湿度和压力,为此,除了合理的工艺布局,恰当的室内装修,配套的安装工程设计亦至关重要,给排水工程设计就是其中一个重要的环节,现笔者结合多年药厂给排水设计及施工现场服务经验,谈谈洁净厂房的给排水设计。
1 系统的布置
为保证生产水质不被其它给水系统污染,洁净厂房内的给水系统按照生产、生活、消防等用途不同,应分别设置,其中,生产用水又可按生产线的数量,分别布置,建议每条生产线给水系统的起端均设置检修阀门及计量水表,以便检修和成本核算。另外,考虑到洁净厂房中的生产工艺技术发展迅速,产品升级换代快,生产工艺变化多等特点,在管道设计中应留有充分的余量。
洁净厂房内的排水应清污分流,净化区和非净化区排水应尽量分开,集中到厂区污水处理站的生产污废水,应经处理后,达标排放;但如果生产车间所排放的生产污水,含有强致敏性物质(例如:青霉素)或腐蚀性物质(例如:硫酸铵)以及带危险性菌类物质,则需就近经脱敏,去硫酸铵以及蒸汽灭活处理后,与其它污废水混合,排放到厂区污水处理站,经集中处理再达标排放[1]。
2管材的选用
洁净厂房的生产给水管传统的管材,一般采用镀锌钢管,考虑到洁净环境下,所选管材应有较好的化学稳定性,以保证水质在输送过程中下降最小;以及管道的内外壁应尽量光洁,管道及管件的接头处应有较好的平整度,以保证水流有较好的水力性能,以及降低微粒的沉积和微生物的繁殖[1],建议洁净厂房给水管材采用聚丙烯(PP)管或不锈钢管。
排水管材的选择,应针对排水的水质特点选用,一般原则是:在连续排水温度低于40℃时,选用聚氯乙烯(UPVC)排水管,该管材具有化学稳定性强,水力性能好的优点;在连续排水温度介于40～80℃时,建议采用既具有较高耐温性能,又有较好水力性能及化学稳定性的璃纤增强聚丙烯排水管;连续排水温度高于80℃时,采用排水铸铁管,但应注意防腐处理。
3管道的敷设
洁净厂房内管道的敷设方式直接影响洁净室的空气洁净度,因此管道应尽量在洁净室外敷设,最大限度地减少洁净室内的管道,通常是各种给排水干管布置在技术夹层、技术竖井、地沟管槽内或直接地下埋设,特别是有上下夹层的洁净厂房,给排水干管大都设在下夹层内。
对于穿过洁净室无法暗装的给排水立管及消防栓,应尽量在净化区墙角处敷设,并应采用彩钢板包嵌,阴阳角均做成圆弧角,以免积灰。为防止洁净室外未净化空气渗入室内,同时也为了防止洁净室内的洁净空气向外渗漏,造成能量的浪费,甚至影响室内的洁净度,给排水管道穿过洁净室墙壁、楼板和顶棚时,应设套管,套管内管段不得有接头,管道和套管之间必须用不起尘的密封材料封闭。在实在无法做套管的部位,必须采取严格的密封措施,主要的密封方法有微孔海绵、有机硅橡胶、橡胶圈及环氧树脂冷胶等。
4卫生设备的设置
手是交叉污染的媒介,工作人员在接触工作服之前应洗手,洗手的龙头不应直接用手开启,可采用感应式或肘式洗手龙头。洗净的手不可用普通毛巾擦抹,因为普通毛巾易产生纤维尘,最好的办法是热风吹干,所以洗手室不但要设置洗手盆,而且还需设置烘手器[2]。
洁净区内设置厕所不仅容易使洁净室受到污染,还会影响洁净区的压力控制,所以有空气洁净度要求的生产区内不宜设厕所。厕所宜设在盥洗室之前,且厕所应有前室,前室还应设置供人员入厕穿用的套鞋[3]。厕所内卫生洁具为便于冲洗,还应采用白陶瓷制品,不得用水磨石或水泥制作。
5排水设备附件及小型排水构筑物
对于跨度较大的洁净厂房,其生产排水横管往往较长,超过了规范允许的最大长度,为了清通方便,往往在排水横管上,每隔一定距离设一清扫口,清扫口尽量设在非净化区,如不能避免要在净化区设置,清扫口要选用易清洁的全铜制品。洁净室尽量不设地漏,若工艺需要设置,亦尽量少设,且应选用材质不易腐蚀,内表面光洁,不易结垢,有密封盖,开启方便,能防止废水废气倒灌的洁净地漏。另外,为了顺利收集排水,保持地面清洁,地漏的顶面标高应低于周围地面5～10mm。
为了防止通风系统正常工作时,室内洁净空气通过排水管向外渗漏;而当通风系统停止工作时,室外非洁净空气向室内倒灌,影响洁净室的洁净度、温湿度,并消耗洁净室的能量,与排水管相连的各个排水点均应设水封装置,水封深度不得小于50mm[3]。这是维持洁净室内各项技术指标的一个重要措施。为了进一步防止这一现象的发生,同时也为防虫防鼠,洁净区排水出户管末端在接到室外检查井之前,往往还增设水封井。
6循环水系统
为了保护水资源以及降低生产成本,用于生产设备的冷却水,其使用前后,除了出水水温有了较大的提高,水质变化不大,经冷却塔降温处理后,可重复使用。需要指出的是,由于循环冷却水在循环过程中会产生蒸发、风吹等水量损失,造成了水的浓缩,含盐量增加,直至沉积;以及水中微生物繁殖和尘埃悬浮物、腐蚀剥落物及其它杂质,形成沉积物,为提高设备热交换率及延长设备寿命,循环冷却水需进行水质处理，较好的处理方法可采用旁滤装置。
7消防系统
洁净厂房是相对密闭的建筑,洁净室内通道窄而曲折,致使人员疏散和救火都较困难,且由于厂房内有大量的化学物质(包括建筑材料),失火后产生大量有害气体,甚至有毒气体,因此,配备必要的消防设施尤为必要。
洁净厂房的生产层和技术夹层均应设置室内消火栓系统,消火栓的布置应使洁净厂房不出现消防死角,且应保证室内任何一点同时使用的水枪数不少于2支,水枪充实水柱不小于10m,每只水枪的出水量不小于5L・s-1。
洁净厂房各场所还须配置建筑灭火器系统,这是扑救初期火灾最为有效的手段。建筑灭火器配置按国标《建筑灭火器配置设计规范》相关条文执行,一般按中危险级考虑其设置位置及数量。
以上针对洁净厂房给排水系统的布置、管材的选用、管道的敷设、卫生设备的设置、排水设备附件及小型排水构筑物、循环水系统、消防系统等问题进行了分析,并提出了相应的处理意见。实际工程中,影响设计的因素很多,怎样结合实际,并满足相关规范的要求,设计出样式新颖、布局合理、经济实用的洁净厂房,需要各个专业技术人员互相配合,共同努力。