空气洁净技术第2章

第2章洁净室的污染源洁净室的污染物有微粒、微生物及各种有害气体等，这些污染物有的来源于室外，有的产生于室内。本章主要讨论微尘和细菌两大微粒。•2.1外部污染物•2.1.1气溶胶的概念气溶胶:是指沉降速度可以忽略的固体粒子、液体粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。另一种解释：气溶胶是悬浮于气体介质中的粒径一般为0.001-100μm的固态、液态微小粒子形成的相对稳定的分散体系。•2.1.2大气尘的计数浓度•大气尘是固态微粒和液态微粒的多分散气溶胶，是专指大气中的悬浮微粒，粒径小于10μm，也即空气洁净技术中广义的大气尘。•大气尘的计数浓度变化很大，不同地域其浓度亦不相同。同一地区不同时间大气尘的计数浓度差别也很大。所以,只能研究典型地区的大气尘计数浓度,表2.1-1为国外几种典型地区大气尘计数浓度表2.1-1国外几种典型地区大气尘计数浓度地区含尘浓度(粒/L)（≥0.5μm）地区含尘浓度(粒/L)（≥0.5μm）农村3×104清洁地区3.5×104大城市12.5×104洁净室设计用17.5×104工业中心25×104特别干净0.19×104污染地区177×104特别污染56×104普通地区17.7×104•我国大气尘计数浓度曾分为三种类型：•工业城市、城市郊外、非工业区或农村，≥0.5μm微粒的浓度分别为3×105粒/L、2×105粒/L、105粒/L。可见，农村污染程度较低，而城市工业区的含尘浓度又远高于城市市区及郊区。因此，洁净厂房的厂址宜选在大气含尘浓度较低的地区，如农村、城市远郊、水域之滨等。不宜选在气侯干旱、多风沙地区或有严重空气污染的城市工业区。•大气尘的数量和重量的一般关系见表2.1-2所示。表2.1-2大气尘数量和重量的关系粒径区间μm数量/%重量%全部0.5μm以上为100全部0.5μm以上为1000.5以下91.510.5-16.9781.4922.021-31.112.8666.063-50.253.001111.115-100.172.005252.5310-300.050.652828.28•2.1.3大气尘的粒径分布•灰尘粒子并不都具有球形、立方形等规则的几何外形。因此，通常所说的微粒粒径，并不是指真正球体的直径。在空气洁净技术中，粒径的意义通常是指通过微粒内部的某一长度量纲，并不含有规则几何形状的意义。不同的研究内容采用不同的平均粒径•表2.1-3、表2.1-4为统计的大气尘粒径分布表2.1-3统计的大气尘粒径（0.3μm以上）分布粒径μm相对频率（%）粒径μm累积频率粒径μm相对频率（%）粒径μm累积频率0.346≥0.31001.22≥1.250.420≥0.4541.51≥1.530.511≥0.5341.81≥1.820.611≥0.6232.40.7≥2.410.85≥0.8124.80.3≥4.80.31.02≥1.07表2.1-4统计的大气尘粒径(0.5μm以上)分布粒径μm相对频率（%）粒径μm累积频率%粒径μm相对频率（%）粒径μm累积频率（%）0.533≥0.51001.53≥1.590.631≥0.6671.83≥1.860.815≥0.8362.42≥2.431.06≥1.0214.81≥4.811.26≥1.215•大气尘的分布是一个十分重要的问题，其统计分布虽有一定的规律，但是具体的大气尘分布又是多变的，与统计分布值可能相差较远，这和很多因素有关，需根据实际情况区别对待。•2.1.4大气含菌浓度•大气中的微生物包括病毒、立克次体、细菌、菌类、原生虫类等，和洁净技术有关的主要是细菌和菌类。细菌不能单独存在，它一般附着在尘粒表面，形成有生命的微粒。•细菌的等价直径：无菌室（洁净室）为1-5μm；普通手术室为6-12μm；室外为5-20μm。•微生物单体的大小见表2.1-5所示。表2.1-5微生物单体尺寸项目尺寸项目尺寸藻类3～100μm炭疽杆菌0.46～0.56μm原生动物1～100μm病毒天花病毒流行性腮腺炎病毒麻疹病毒狂犬病病毒呼吸道融合病毒腺病毒肝炎病毒脊髓灰质炎（小儿麻痹）病毒肠道病毒流行性乙型脑炎病毒鼻病毒冠状病毒立克次体0.008～0.3μm菌类（如真菌）3～80μm0.2～0.3μm细菌枯草菌水肿菌肺炎杆菌乳酸菌白喉菌大肠菌结核菌破伤风菌肠菌伤寒杆菌普通化脓杆菌白色、金黄色葡萄球菌5～10μm5～10μm1.1～7μm1～7μm1～6μm1～5μm1.5～4μm2～4μm1～3μm1～3μm0.7～1.3μm0.3～1.2μm0.09～0.19μm0.12～0.18μm0.125μm0.09～0.12μm0.07μm0.02～0.04μm0.008～0.03μm0.3μm0.015～0.03μm0.015～0.03μm0.06～0.2μm0.25～0.6μm•大气中的含菌浓度与大气含尘浓度一样，地区不同、季节不同、场所不同、气象条件不同，大气中的含菌浓度亦不相同，甚至相差很大。如人员活动频繁的医院、广场的菌浓较高，而校园中的草坪菌浓较低。在工程设计中应根据具体情况，取用相关条件下的实测统计值，表2.1-6为不同场所空气中细菌总个数（个·m-3）。表2.1-6不同场所空气中细菌总数/个·m-3地点范围中位数城区交通干道小巷车站广场商场广场影院广场公园草地公园树林公园水面4941～39154①0～4724①1594～88393248～211022618～110432303～327906～3091846～21851149628742500123035610289412801280乡村交通干道小巷田野水面4744～52677512～6535630～14761201～19692220526979061634•2.2内部污染物•洁净室内的污染物来自以下几个方面：（1）操作人员散发尘、菌；（2）室内表面的产尘；（3）生产设备及生产过程中的产尘；（4）大气中的污染物对室内的污染。•2.2.1发尘量•1）操作人员的发尘量，与洁净工作服的款式、面料及动作有关。棉质面料的发尘量最大，的确良面料次之，去静电纯涤纶、尼龙面料发尘量最小。大挂型款式发尘量最大，上下分装型款式次之，全罩型款式发尘量最小。操作人员活动时的发尘量是静止时发尘量的3～7倍。服装的发尘量还与洗涤方式有关。用溶剂洗涤的发尘量为采用一般水清洗的五分之一。•2）室内表面的产尘量与材料有关，据文献［1］的统计，大约8㎡地面所代表的室内表面发尘量可看成是1个人静止时的发尘量。近年来，由于洁净室的装修材料不断改善，金属壁板喷涂材料、仿搪瓷漆墙面、彩钢夹芯复合板壁面、PVC防静电地面、环氧树脂自流平地面等壁面材料的使用，使壁面无接缝或少接缝，从而可使表面的产尘量大大减少，其所占室内总产尘量的份额越来越低。•3）生产设备及生产过程的产尘量与许多因素有关，有些生产设备不符合洁净室的要求，电机裸露、皮带传动、其发尘量较大，可采用不锈钢板包覆装饰，减少其产尘量。生产过程的产尘量与生产工艺有密切的关系，可采用局部排尘、密闭隔离等方法控制，使其产尘不流入或少流入洁净室内。•4）大气中的污染物对室内的污染，可采用密闭及正压的控制措施，防止其直接污染洁净室；对新风采用粗效、中效及亚高效三级过滤措施防止大气中的污染物间接污染洁净室。•可见，人是洁净室内最大的污染源，表2.2-1为服装发尘量。随着生产工艺的改进，以机械手、机器人代替人的操作，使室内总产尘量不断下降，将有利于洁净室洁净度级别的提高。表2.2-1服装发尘量单位：个/（min·人）衣服粒径动作普通工作服≥0.5μm/（×106）白色尼龙洁净工作服≥0.5μm/（×106）全套型洁净工作服≥0.5μm/（×106）手术内衣≥0.5μm/（×106）棉手术衣≥0.5μm/（×106）无纺布手术衣≥0.5μm/（×106）静止状态站着坐着0.3390.3020.1130.1120.0060.007——————动作状态手腕上下运动腕自由运动上体前屈头上下左右运动上体扭转屈身起立坐下坐下坐下（腕、手、头、躯体轻动）踏步（90步/min）2.982.242.240.3610.8503.12———2.920.30.2980.540.1510.2670.605———1.010.0190.0210.0240.0110.0150.037———0.05627.97.638.280.2244.5610.315.30.2151.034.6312.533.98.730.5435.8826.131.70.5114.024.01.533.327.150.2551.178.655.920.7490.614.33动作平均2.140.450.026815.793.37动静比6.6844———•2.2.2发菌量•据文献［1］对国外实验资料的分析得出如下发菌量数据：•1）洁净室内当工作人员穿无菌服时•静止时的发菌量一般为：10-300个（min.人）•躯体一般活动时的发菌量为：150-1000个（min.人）•快步行走时的发菌量为：900-2500个（min.人）•2）咳嗽一次发菌量一般为：70-700个（min.人）喷嚏一次发菌量一般为：4000-60000个（min.人）•3）穿平常衣服时的发菌量为：3300-62000个（min.人）•4）有口罩发菌量：无口罩发菌量（1：7）～（1：14）•5）发菌量：发尘量（1：500）～（1：1000）•6）据国人实测，手术中人员发菌量为878个（min.人）•可见，洁净室内穿无菌衣人员的静态发菌量一般不超过300个（min.人），动态发菌量一般不超过1000个（min.人），以此作为计算依据是可行的。