衛(wèi)生工程學(xué)習(xí)

1、衛(wèi)生工程講義長壽區(qū)疾控中心內(nèi)部培訓(xùn)資料 目 錄第一講 概念第二講 為什么要進(jìn)行工業(yè)通風(fēng)第三講 通風(fēng)基本知識第四講 局部排風(fēng)罩的基本型式第五講 通風(fēng)排氣中粉塵的凈化第六講 通風(fēng)管道的設(shè)計計算第一講 概念一、什么是衛(wèi)生工程分析？衛(wèi)生工程學(xué)、衛(wèi)生工程學(xué)有哪些基本內(nèi)容？ 衛(wèi)生工程分析-是建設(shè)項(xiàng)目職業(yè)病危害預(yù)評價中的基本工作專題，其主要任務(wù)是透過工程特征和危害因素特征，進(jìn)行全面分析，從宏觀上縱觀開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的活動與職業(yè)病危害的關(guān)系；從微觀上為職業(yè)病預(yù)評價工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。工程分析應(yīng)遵循的原則:工程分析應(yīng)體現(xiàn)政策性 、工程分析應(yīng)具有針對性、工程分析應(yīng)具有科學(xué)性、工程分析應(yīng)具有完整、明確、充分、可信性。衛(wèi)生

2、工程學(xué)-它是應(yīng)用工程技術(shù)和有關(guān)學(xué)科的理論及實(shí)踐來控制生活和生產(chǎn)環(huán)境中存在的不利因素，以創(chuàng)造適宜環(huán)境，保障人類健康為目的的一門綜合性科學(xué)。通俗的講：是工程技術(shù)知識在衛(wèi)生領(lǐng)域中的具體應(yīng)用。衛(wèi)生工程學(xué)的基本內(nèi)容有以下幾方面：1、工業(yè)與民用建筑通風(fēng)2、采暖和空氣調(diào)節(jié)技術(shù)3、室內(nèi)外空氣污染控制技術(shù)4、物理環(huán)境因素控制技術(shù)5、給水與污水處理技術(shù)6、固體廢物無害化和綜合利用技術(shù)7、人機(jī)工程學(xué)在衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用二、衛(wèi)生工程學(xué)在職業(yè)衛(wèi)生工作中的應(yīng)用？ 1、在建設(shè)項(xiàng)目可研階段需進(jìn)行職業(yè)病危害的預(yù)評價，預(yù)評價要對可研提出的各類職業(yè)病防護(hù)設(shè)施進(jìn)行技術(shù)可行性和是否滿足國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的評價，不滿足的我們要提出切實(shí)可行

3、的具體措施。2、在設(shè)計階段，對建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生嚴(yán)重職業(yè)病危害的防護(hù)設(shè)施設(shè)計進(jìn)行審查。3、竣工時職業(yè)病危害的防護(hù)設(shè)施驗(yàn)收。如評價中涉及到的采光與照明技術(shù)、建筑平面、豎向布置等，均是工程技術(shù)在衛(wèi)生領(lǐng)域具體應(yīng)用的表現(xiàn)，由此可見，衛(wèi)生工程學(xué)是建設(shè)項(xiàng)目職業(yè)病危害評價較為關(guān)鍵的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)三、什么是職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)設(shè)施？ 職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)設(shè)施-是指用于防止粉塵、毒物、噪聲及生物等有害因素對人體的危害所采取的工程措施。如：防塵罩、通風(fēng)柜等。四、什么是個體防護(hù)用品？ 個體防護(hù)用品-是指作業(yè)工人配戴的用于防止粉塵、毒物、噪聲及生物等有害因素的防護(hù)物品。如:防噪聲耳塞 、防酸防堿服、防護(hù)眼鏡、防塵口罩 、防毒面具等等第二講

4、為什么要進(jìn)行工業(yè)通風(fēng)一、工業(yè)有害物的來源 主要來源于工業(yè)生產(chǎn)中所使用或生產(chǎn)的原料、輔助原料、半成品、成品、副產(chǎn)品以及廢氣、廢水和廢熱。 如粉塵：在冶金、機(jī)械、建材、輕工、電力等行業(yè)； 毒物：化工、焦化、印染、造紙、農(nóng)藥等行業(yè)。二、工業(yè)有害物的危害三、粉塵在車間的傳播機(jī)理 任何粉塵都要經(jīng)過一定的傳播過程，才能以空氣為煤介侵入人的機(jī)體組織。使塵粒從靜止?fàn)顟B(tài)變成懸浮于周圍空氣中的作用，稱為“塵化”作用。 下面是塵化作用的幾種情況： 1、剪切壓縮造成的塵化作用圖1-2 2、誘導(dǎo)空氣造成的塵化作用圖1-3 3、綜合性的塵化作用圖1-4 4、熱氣流上升造成的塵化作用圖1-5Ø 在工程上我們把這種

5、使塵粒由靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入空氣中浮游的塵化作用稱為一次塵化作用，一次塵化作用造成了局部地點(diǎn)的空氣污染，那么這些浮游的塵粒又是怎樣在車間傳播的呢？我們再來看一個例子。Ø 塵粒所受的力主要有四個方面：重力、機(jī)械力、（慣性力）、分子擴(kuò)散力和氣流帶動塵粒運(yùn)動的力。 有實(shí)驗(yàn)證明：塵粒在重力作用下自由降落時，最大降落速度為0.008m/s，與一般車間具有的空氣流動速度（0.20.3 m/s）相比是很小的。當(dāng)塵粒受到作布朗運(yùn)動的空氣分子的撞擊而擴(kuò)散運(yùn)動時，由于塵粒的質(zhì)量比分子大得多，塵粒依靠擴(kuò)散在1秒種內(nèi)運(yùn)動的距離只有1.2×10-6m與室內(nèi)氣流速度相比,分子擴(kuò)散力的作用完全可以忽略不計。當(dāng)塵

6、粒受機(jī)械力作用以初速度作水平運(yùn)動時，塵粒呈減速運(yùn)動，假設(shè)塵粒以初速度為10 m/s作水平運(yùn)動，經(jīng)過10秒鐘后，塵粒的速度迅速降到5×10-5m/s，很快失去動能；塵粒運(yùn)動的最大距離也只有8×10-3m。這表明即使借助機(jī)械力，塵粒也不能單獨(dú)在車間內(nèi)傳播。Ø 由此可知，細(xì)小的粉塵本身沒有獨(dú)立運(yùn)動的能力，一次塵化作用給于粉塵的能量是不足以使粉塵擴(kuò)散飛揚(yáng)的，它只造成局部地點(diǎn)的空氣污染。造成粉塵進(jìn)一步擴(kuò)散，污染車間空氣環(huán)境的主要是二次氣流，即由于通風(fēng)或冷熱氣流對流所形成的室內(nèi)氣流。二次氣流帶著局部地點(diǎn)的含塵空氣在整個車間內(nèi)流動，使粉塵散布到整個車間。二次氣流的速度越大，作用

7、越明顯。Ø 通過以上分析可以看出，粉塵是依附于氣流而運(yùn)動的，只要控制室內(nèi)氣流的流動，就可以控制粉塵在室內(nèi)的擴(kuò)散，改善車間空氣環(huán)境。這就是我們?yōu)槭裁匆捎猛L(fēng)方法合理組織車間內(nèi)氣流來控制工業(yè)有害物的原因。第三講 通風(fēng)基本知識一、自然通風(fēng) 自然通風(fēng)是一種比較經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式，它不消耗動力，可以獲得巨大的通風(fēng)換氣量。例如在某些平爐車間和軋鋼車間，余熱量較大的熱車間常用自然通風(fēng)進(jìn)行全面換氣，降低室內(nèi)空氣溫度。自然通風(fēng)換氣量的大小與室外氣象條件密切相關(guān)，難以人為地進(jìn)行控制。自然通風(fēng)除了用于工業(yè)與民用建筑的全面通風(fēng)外，某些熱設(shè)備的局部排氣系統(tǒng)也可以采用自然通風(fēng)。 1、自然通風(fēng)的作用原理 a、熱壓作

8、用下的自然通風(fēng) b、風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng) 某熱車間的自然通風(fēng)2、避風(fēng)天窗 在風(fēng)的作用下，普通天窗迎風(fēng)面的排風(fēng)窗孔會發(fā)生倒灌。因此，在平時要及時關(guān)閉迎風(fēng)面天窗，只能依靠背風(fēng)面天窗進(jìn)行排風(fēng)。這樣給天窗的管理帶來了麻煩。為了讓天窗能穩(wěn)定排風(fēng)，不發(fā)生倒灌，可以在天窗上增設(shè)擋風(fēng)板，或者采取其它措施，保證天窗排風(fēng)口在任何風(fēng)向下都處于負(fù)壓區(qū)，這種天窗稱為避風(fēng)天窗。3、關(guān)于建筑形式的選擇 a為了增大進(jìn)風(fēng)面積，以自然通風(fēng)為主的熱車間應(yīng)盡量采用單跨廠房。 b如果迎風(fēng)面和背風(fēng)面的外墻開孔面積占外墻總面積25以上，而且車間內(nèi)部阻擋較少時，室外氣流在車間內(nèi)的速度衰減比較小，能橫貫整個車間，形成所謂的“穿堂風(fēng)”。 C.為

9、了提高自然通風(fēng)的降溫效果，應(yīng)盡量降低進(jìn)風(fēng)側(cè)窗離地面的高度，一般不宜超過1.2m。進(jìn)風(fēng)窗最好采用阻力小的立式中軸窗和對開窗，把氣流直接導(dǎo)入工作區(qū)。集中采暖地區(qū)，冬季自然通風(fēng)的進(jìn)風(fēng)窗應(yīng)設(shè)在4m以上，以便室外氣流到達(dá)工作區(qū)前能和室內(nèi)空氣充分混合。 4.廠房總平面布置 為了保證廠房自然通風(fēng)效果，廠房主要進(jìn)風(fēng)面一般應(yīng)與夏季主導(dǎo)風(fēng)向成60°90°角，不宜小于45°，同時應(yīng)避免大面積外墻和玻璃窗受到西曬。為了保證廠房有足夠的進(jìn)風(fēng)窗孔，不宜將過多的附屬建筑布置在廠房四周，特別是廠房的迎風(fēng)面。5.工藝布置 為了使工人能直接接受室外新鮮空氣，工作區(qū)應(yīng)盡可能布置在靠外墻的一側(cè)。熱源應(yīng)盡

10、量布置在天窗下部或下風(fēng)側(cè)，以便高溫的污染空氣順利排至室外。二、全面通風(fēng) 全面通風(fēng)也稱稀釋通風(fēng)，它一方面用清潔空氣稀釋室內(nèi)空氣中的有害物濃度，同時不斷地把污染空氣排至室外，使室內(nèi)空氣中有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的限值。1、全面通風(fēng)量的計算：當(dāng)數(shù)種溶劑(苯及其同系物或醇類或醋酸酯類)蒸汽，或數(shù)種刺激性氣體(三氧化硫及二氧化硫或氟化氫及其鹽類等)同時放散于空氣中時，全面通風(fēng)換氣量應(yīng)按各種氣體分別稀釋至規(guī)定的接觸限值所需要的空氣量的總和計算。除上述有害物質(zhì)的氣體及蒸汽外，其他有害物質(zhì)同時放散于空氣中時，通風(fēng)量應(yīng)僅按需要空氣量最大的有害物質(zhì)計算。 2、換氣次數(shù)（n），就是通風(fēng)量（L）與通風(fēng)房間體積（V

11、）的比值，換氣次數(shù)n=L/V（次/時）。各種房間的換氣次數(shù)可以從設(shè)計手冊中查到。一般有害物可按58次取值。3、事故通風(fēng)：在生產(chǎn)中可能突然逸出大量有害物質(zhì)或易造成急性中毒或易燃易爆的化學(xué)物質(zhì)的作業(yè)場所，必須設(shè)計自動報警裝置、事故通風(fēng)設(shè)施，其通風(fēng)換氣次數(shù)不小于12次/時，事故排風(fēng)裝置的排出口，應(yīng)避免對居民和行人的影響。4、人工空氣調(diào)節(jié)：是指對潔凈環(huán)境的空氣調(diào)節(jié)。工作場每名工人所占容積小于20m3的車間，應(yīng)保證每人每小時不小于30m3的新鮮空氣量。 L=M/（Ys-Y0） L-新鮮空氣量 M-成人呼出的CO2量值，取18L/人.h Ys- CO2的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，為1.0L/m3 Y0-空氣中CO2的含量

12、,取0.4L/m3三、局部通風(fēng) 局部通風(fēng)系統(tǒng)分為局部進(jìn)風(fēng)和局部排風(fēng)兩大類，它們都是利用局部氣流，使局部工作地點(diǎn)不受有害物的污染，造成良好的空氣環(huán)境。1、 局部排風(fēng)系統(tǒng)2、局部送風(fēng)系統(tǒng) 對于面積很大，工作人數(shù)較小的生產(chǎn)車間，用全面通風(fēng)的方式改善整個車間的空氣環(huán)境，既困難又不經(jīng)濟(jì)，同時也是不必要的。例如某些高溫車間，沒有必要能整個車間進(jìn)行降溫，只需向少數(shù)的局部工作地點(diǎn)送風(fēng)，在局部地點(diǎn)造成良好的空氣環(huán)境，這種通風(fēng)方法稱為局部送風(fēng)。第四講 局部排風(fēng)罩的基本型式 在生產(chǎn)車間設(shè)置局部排風(fēng)罩的目的是要通過排風(fēng)罩口控制污染氣流的運(yùn)動，來控制工業(yè)有害物在室內(nèi)的擴(kuò)散和傳播。設(shè)計完善的局部排風(fēng)罩能在不影響生產(chǎn)工藝和

13、生產(chǎn)操作的前提下，用較小的排風(fēng)量獲得最佳的效果，保證工作區(qū)有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。因此，下面重點(diǎn)介紹一些常用局部排風(fēng)罩型式。1密閉罩 如圖所示，它把有害物源全部密閉在罩內(nèi)，在罩上設(shè)有較小的工作孔，以觀察罩內(nèi)工作，并從罩外吸入空氣，罩內(nèi)污染空氣由風(fēng)機(jī)排出。它只需較小的排風(fēng)量就能有效控制工業(yè)有害物的擴(kuò)散。排風(fēng)罩氣流不受周圍氣流的影響。它的缺點(diǎn)是，工人不能直接進(jìn)入罩內(nèi)檢修設(shè)備，有的看不到罩內(nèi)的工作情況。2柜式排風(fēng)罩（通風(fēng)柜） 它的結(jié)構(gòu)形式與密閉罩相似，只是罩的一面全部敞開。 3外部吸氣罩 由于工藝條件限制，生產(chǎn)設(shè)備不能密閉時，可把排風(fēng)罩設(shè)在有害物源附近，依靠風(fēng)機(jī)在罩口造成的抽吸作用，在有害物發(fā)

14、散地點(diǎn)造成一定的氣流運(yùn)動，把有害物吸入罩內(nèi)。這類排風(fēng)罩統(tǒng)稱為外部吸氣罩。當(dāng)污染氣流的運(yùn)動方向與罩口的吸氣方向不一致時，如圖所示，需要較大的排風(fēng)量。 4接受式排風(fēng)罩 有些生產(chǎn)過程或設(shè)備本身會產(chǎn)生或誘導(dǎo)一定的氣流運(yùn)動，帶動有害物一起運(yùn)動，如高溫?zé)嵩瓷喜康膶α鳉饬骷吧拜喣ハ鲿r拋出的磨屑大顆粒粉塵上所誘導(dǎo)的氣流等。對這種情況，應(yīng)盡可能把排風(fēng)罩設(shè)在污染氣流前方，讓它直接進(jìn)入罩內(nèi)。這類排風(fēng)罩稱為接受罩，見下圖。5吹吸式排風(fēng)罩 由于生產(chǎn)條件的限制，有時外部吸氣罩距有害物源較遠(yuǎn)，這樣單純依靠罩口的抽吸作用，要在有害物源附近造成一定的空氣流動是困難的。對此可以采用圖A所示的吹吸式排風(fēng)罩，它利用射流能量密度高、速

15、度衰減慢的特點(diǎn)，用吹出氣流把有害物吹向設(shè)在另一側(cè)的吸風(fēng)口。采用吹吸式通風(fēng)可使排風(fēng)量大大減小。在某些情況下，還可以利用吹出氣流在有害物源周圍形成一道氣幕，象密閉罩一樣使有害物的擴(kuò)散控制在較小范圍內(nèi)，保證局部排風(fēng)系統(tǒng)獲得良好的效果。圖B是精煉電爐上帶有氣幕的局部排風(fēng)罩，它利用氣幕抑止熱煙氣的。圖A 圖B設(shè)計局部排風(fēng)罩時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1盡可能采用密閉罩或柜式排風(fēng)罩，使污染物局限于較小的局部空間。 2設(shè)置外部吸氣罩時，罩口應(yīng)盡量靠近有害物發(fā)生源。 3在不影響工藝操作的前提下，罩的四周應(yīng)盡可能設(shè)圍擋，減小罩口吸氣范圍。 4吸氣氣流的運(yùn)動方向應(yīng)盡可能與污染氣流運(yùn)動方向一致。 5盡可能減弱或消除罩附近的

16、干擾氣流，如風(fēng)動工具的壓縮空氣排出口、送風(fēng)氣流、穿堂風(fēng)等對吸氣氣流的影響。 6已被污染的吸氣氣流不能通過人的呼吸區(qū)。 7不要妨礙工人的操作和檢修。第五講 通風(fēng)排氣中粉塵的凈化 一、粉塵的特性 塊狀物料破碎成細(xì)小的粉狀微粒后，除了繼續(xù)保持原有的主要物理化學(xué)性質(zhì)外，還出現(xiàn)了許多新的特性。如爆炸性、帶電性等等。在這些特性中，與除塵技術(shù)關(guān)系密切的，有以下幾個方面： 1、粉塵的真密度（含粒密度） 2、粘附性 3、爆炸性 4、帶電性和比電阻 5、可濕性 6、粉塵的粒徑分布 二、除塵機(jī)理 目前常用除塵器的除塵機(jī)理主要有以下幾個方面： 1重力 氣流中的塵?？梢砸揽恐亓ψ匀怀两?，從氣流中進(jìn)行分離。由于塵粒的沉降

17、速度一般較小，這個機(jī)理只適用于粗大的塵粒。2離心力 當(dāng)含塵氣流作圓周運(yùn)動時，由于慣性離心力的作用，塵粒和氣流會產(chǎn)生相對運(yùn)動，使塵粒從氣流中分離。這個機(jī)理主要用于10m以上的塵粒。3慣性碰撞 含塵氣流在運(yùn)動過程中遇到物體的阻擋（如擋板、纖維、水滴等）時，氣流要改變方向進(jìn)行繞流，細(xì)小的塵粒會隨氣流一起流動。粗大的塵粒具有較大的慣性，它會脫離流線，保持自身的慣性運(yùn)動，這樣塵粒就和物體發(fā)生了碰撞。這種現(xiàn)象稱為慣性碰撞，慣性碰撞是過濾式除塵器、濕式除塵器和慣性除塵器的主要除塵機(jī)理。4接觸阻留 細(xì)小的塵粒隨氣流一起繞流時，如果流線緊靠物體（纖維或液滴）表面，有些塵粒因與物體發(fā)生接觸而被阻留，這種現(xiàn)象稱為接

18、觸阻留。另外當(dāng)塵粒尺寸大于纖維網(wǎng)眼而被阻留時，這種現(xiàn)象稱為篩濾作用。粗孔或中孔的泡沫塑料過濾器主要依靠篩濾作用進(jìn)行除塵。5靜電力 懸浮在氣流中的塵粒，都帶有一定的電荷，可以通過靜電力使它從氣流中分離。在自然狀態(tài)下，塵粒的帶電量很小，要得到較好的除塵效果，必須設(shè)置專門的高壓電場，使所有的塵粒都充分荷電。6凝聚 凝聚作用不是一種直接的除塵機(jī)理。通過超聲波、蒸汽凝結(jié)、加濕等凝聚作用，可以使微小粒子凝聚增大，然后再用一般的除塵方法去除。 工程上常用的各種除塵器往往不是簡單地依靠某一種除塵機(jī)理，而是幾種除塵機(jī)理的綜合運(yùn)用。三、除塵器分類 根據(jù)主要除塵機(jī)理的不同，目前常用的除塵器可分為以下幾類： 1重力除

19、塵如重力沉降室；重力沉降室僅適用于50m以上的粉塵。由于它除塵效率低、占地面積大，通風(fēng)工程中應(yīng)用較少。 2慣性除塵如慣性除塵器；慣性除塵器主要用于捕集2030m以上的粗大塵粒，常用作多級除塵中的第一級除塵。 3離心力除塵如旋風(fēng)除塵器。4過濾除塵如：袋式除塵器（袋式除塵器的運(yùn)行與清灰方法密切相關(guān)。目前常用的清灰方法期有簡易清灰、機(jī)械清灰、和氣流清灰三種。簡易清灰是是通過關(guān)閉風(fēng)機(jī)時濾袋的變形及粉塵層的自重進(jìn)行的，必要時輔以人工的輕度拍打）、顆粒層除塵器、纖維過濾器、紙過濾器。5濕式除塵如：自激式除塵器（水浴除塵器、沖激式除塵器）、臥式旋風(fēng)水膜除塵器、文丘里除塵器。6靜電除塵如：電除塵器。 電除塵器

20、是一種干式高效過濾器，它的優(yōu)點(diǎn)是： a電除塵器適用于微?？刂?，對粒徑dc=12m的塵粒，效率可達(dá)9899。 b在電除塵器內(nèi)，塵粒從氣流中分離的能量，不是供給氣流，而是直接供給塵粒的。因此，和其它的高效除塵器相比，電除塵器的阻力比較低，約為100200Pa。 c可以處理高溫（在500以下）、高濕氣體。 d適用于大型的工程，處理的氣體量愈大，它的經(jīng)濟(jì)效果愈明顯。電除塵器的缺點(diǎn)是： 1設(shè)備龐大，占地面積大。 2耗用鋼材多，一次投資大。 3結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造、安裝的精度要求高。4 對粉塵的比電阻有一定要求。第六講 通風(fēng)管道的設(shè)計計算 通風(fēng)管道把通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)（采氣）口、空氣熱、濕、凈化處理設(shè)備、送（排）風(fēng)口和風(fēng)機(jī)聯(lián)成了一體，是通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分。通風(fēng)管道的設(shè)計任務(wù)，就是要合理組織空氣流動，在保證使用效果的前提下，達(dá)到初投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最省。因此，通風(fēng)管道設(shè)計的好壞，直接影響到整個通風(fēng)、空調(diào)工程在建造與使用方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。為此，必須統(tǒng)籌考慮通風(fēng)管道設(shè)計中的各種問題。 風(fēng)管內(nèi)空氣流動的阻力有兩種，一種是由于空氣本身的粘滯性及