上排水工程在实验室中的应用

孙伟伟

中国药科大学

1 概述

在新建及改造的实验室，实验室内部配套工作及附属工程也是实验室建设的重要组成部分，也直接关系到实验室建设标准的高低及使用的效果，作为实验室重要的组成部分，实验室排水也至关重要[1]，对于一些特殊的实验室，实验所产生的废水存在一定的毒性及有害性，必须处理后符合国家标准后方可进入污水管道。按常规实验室废水排放流程，实验室废水经设备向下排出，经废水处理设备处理后排入废水管道，整个排水过程都是靠水的自身重力自然排水，所以在给排水设计过程中要充分考虑排水的坡度，水平排水管的布置一般会设置在本层地面或者下一层的吊顶内，在现场土建施工中，在每层的楼板要预留排水管空洞。

在普通实验室楼内，开洞让排水管穿楼板是可行的，也是常规的，但是遇见楼板不能开洞的情况，比如说地下室是人防区域，或者楼下是防爆室等。此种情况下，此层的排水管不能从下层的吊顶内铺设，如果在本层地面铺设，排水找坡距离过长，会影响本层实验室内的布局及使用功能，给设计及使用者带来不少的麻烦。

鉴于此，现介绍另一种实验室排水系统--实验室上排水系统。

2 设计原理及原则

（1）在实验室中央台内安装PP 防腐蓄水池，通过管道将水槽排水管与PP蓄水池连接，PP蓄水池用于实验用水的储蓄。（2）将气动隔膜泵安装在中央台内，气动隔膜泵用降噪材料处理，降低隔膜泵运行噪音，通过气动隔膜泵将PP蓄水池中废水抽入上排水管道，排水管道要求斜坡安装，可以将排水自然流入室外排水管道中。（3）气动隔膜泵采用气动原理，通过气动电磁阀控制气动隔膜泵的启停。（4）气动隔膜泵的控制原理：在PP水箱中安装高低液位传感器，当检测到水箱中水位处于高位时，通过控制器输出控制电磁阀开启，电磁阀控制气动隔膜泵的运行将PP蓄水箱中的水抽至排水管道中。当控制器检测到水箱低水位时，关闭气动隔膜泵的电磁阀，气动隔膜泵停止运行。（5）水浸传感器用于检测PP蓄水箱周边是否有漏水，当PP水箱周围有漏水发生，水浸传感器检测并报警，提示有漏水故障。

3 系统工作原理

（1）控制器检测水箱液位高度，当蓄水箱液位达到高液位时，控制器检测到电信号，控制气动隔膜泵的电磁阀启动，启动隔膜泵将蓄水箱中废水排出。（2）当控制器检测到蓄水箱液位高度为低液位时，控制器控制隔膜泵电磁阀关闭，关闭隔膜泵，停止排水。（3）可以设定气动隔膜泵定时排水时间和排水间隔，同时具备低液位保护作用。（4）水浸传感器安装在蓄水箱周围，当水箱周围发生漏水故障时，水浸传感器电极电阻发生变化，将信号传送至控制器，并报警提示。（5）控制器具备远程通讯接口，可实现多台排水系统联网集中监控。

4 常用的主要元器件的介绍

4.1 气动隔膜泵

气动隔膜泵是不同于常规的输送机械，它把空气压缩为动力，对于各种液体，无论有没有腐蚀性，甚至带颗粒的液体，易挥发、高粘度的液体，都可以抽干净。可以调节排水的流量。体积小易于挪动，不需要地基，占地面积小，安置简便经济。气动隔膜泵一般采用的都有四种材质：不锈钢、塑料、铸铁、铝合金。

气动隔膜泵在使用过程中具有以下几个特点：（1）在空气压缩的过程中，会产生一部分气体排出，排出气体是一个吸热的过程，在此过程中，气泵的温度是降低的，没有有害气体产生。（2）气泵在工作过程中，不利于电力，也不会产生静电效应。（3）该容器可以采用球阀，避免使用过程中产生堵塞。

4.2 水浸传感器

水浸传感器是根据液体可以导电的原理，用导电的形式检测是否有水存在，再利用自身的传感器输出。

4.3 音叉液位计

音叉液位计是一种采用音叉原理设计的液点液位开关工具，其开关的工作原理是通过压电晶体的谐振来引起其振动的。

当受到物料阻尼作用时，振幅急剧降低且频率和相位发生明显变化，这些变化会被内部电子电路检测到，经过处理后，转换成开关信号输出。

5 施工注意事项

5.1 质量控制和保证的指导原则

（1）在施工前，施工单位、监理单位及建设单位应该组织图纸会审，特别是施工单位应对图纸进行深化设计，在施工过程中，监理加大对施工质量的控制，确保施工能够高质量的完成，达到使用要求。（2）在施工材料选择及使用上，建设单位及监理应严把质量关，对于进场资料必须具有三证才能进场施工。（3）是施工过程中，要做好隐蔽工程的验收工作，对于施工资料，要同步完成及同步审查，竣工验收后，由监理及建设单位同步就施工资料及施工质量进行验收。（4）后期保养维护，对于该设备的日常运行中，会产生一定损耗，使用单位应对该成套设备进行定期检查及保养，对于易损坏的元器件，要请专业的公司进行更换。

6 结论与建议

综上所述，实验室采用上排水具有如下特性：（1）管道铺设具有一定的灵活性，施工方便。在管道铺设的过程中，可以充分利用实验室内的空间，减少实验室排水对空间实验的限制，提高实验室的利用率。（2）在实验过程中，气动隔膜泵在启动及运行过程中会产生一定的噪音，但此噪音可以在施工过程中处理到人可以接受的范围。（3）与常规实验室排水不同，上排水需要一定的设备，此设备在后期运行过程中需要对设备进行保养及维护，后期会投入一点的人力及物力，但是比较其它管道，上排水的维护及保养比较简单方便，维护成本也比较低。（4）上排水施工可以使实验废水有效的收集处理，可以提高建筑的利用率，使常规不适合做有排水实验室的房间重新利用，使建筑布局更能好的满足使用单位的需求。

需要注意的是，采用实验室上排水系统，需要特定的设备及相关材料，项目初期投资较高，选用是根据项目具体情况及经济比较后选用。