高等级生物安全实验室负压控制系统

本发明属于生物安全实验室的负压控制，具体涉及一种高等级生物安全实验室负压控制系统。

背景技术：

1、生物安全实验室的负压及定向气流能够保护实验人员在操作高致病性病原微生物或动物实验室时不被感染，同时防止有害病原体释放到外部环境中。是高等级生物安全实验室运行的最基本要求。生物安全实验室运行过程中应始终保持实验室要求的负压值及定向气流，定向气流是通过实验室压力梯度实现的，而现有高等级生物安全实验室中的负压控制系统结构并不完善，在使用时所构建的负压环境并不稳定，容易导致病毒外泄。

2、生物安全实验室内操作各种病原微生物，每个实验周期结束后均需要对实验室进行终末消毒。实验室终末消毒通常采用过氧化氢熏蒸消毒。目前国内主流消毒工况分为两种，第一种为关闭空调系统及所有生物密闭阀，适用于早期设计建造的生物安全实验室；第二种为大系统循环消毒，适用于部分新建实验室。

3、第一种消毒工况为保证过氧化氢浓度，通常需要关闭空调通风系统以及房间生物密闭阀门。此时，实验室的压力会从负压变为常压甚至正压。此种消毒工况可能存在两种风险。第一种风险是部分生物安全实验室由于结构要求以及规范要求，不要求其气密性。此种实验室在终末消毒时，过氧化氢蒸汽会从门的缝隙中溢出，影响相关人员的身体健康；第二种风险是部分实验室，在实验周期内无法检测其气密性，气密性在长时间未检测的情况下存在不确定性。此种实验室在终末消毒时，通风空调系统关闭的初期，可能会出现室内的有毒有害病原微生物从气密性不严的位置泄露至外环境，导致人员感染及环境污染。

4、第二种消毒工况仅适用于新建实验室，此种实验室设计时已安装空调机组生物密闭阀，预留循环消毒旁通管道、接口及阀门等。且此种消毒方法由于是大系统消毒，每次消毒所耗费的消毒液剂量较大，且循环消毒时，对各系统的电子元件具有较大的腐蚀性，例如空调机组的传感器等。同时此种消毒方式不适用于多数已建成的生物安全实验室。

5、因此，研究一种针对大多数的生物安全实验室终末消毒时的微负压控制系统至关重要。此方法既能够完成实验室的终末消毒，同时能够保证相关人员及环境的安全。且具有适用性强、安全性高、能耗低等优点。

技术实现思路

1、本发明为解决现有高等级生物安全实验室中负压控制系统结构不完善，导致了在实验室进行消毒过程中，实验室内的病毒沿密闭性不严的位置外泄的问题，以及实验室在正压或常压下进行消毒存在风险的问题，进而提供一种高等级生物安全实验室负压控制系统及微负压消毒方法；

2、一种高等级生物安全实验室负压控制系统，所述负压控制系统包括排风机、排风机前风阀、排风机后风阀、总排风阀、送风机、送风机前风阀、送风机后风阀、新风风阀、一号雾化消毒机和二号雾化消毒机；

3、所述排风机安装在排风机布置区内，排风机布置区的进风口与排风总管的出风端端连通设置，排风机布置区的出风口与外部空间连通设置，排风机的进风端上设有排风机前风阀，排风机的出风端上设有排风机后风阀，排风总管与排风机布置区的连接处设有总排风阀，排风总管上设有一号总管入风端、二号总管入风端和三号总管入风端，一号总管入风端上设有防护服更换间排风管道，且防护服更换间排风管道的一端与一号总管入风端连通设置，防护服更换间排风管道的另一端与防护服更换间连通设置，防护服更换间排风管道上串联有防护服更换间排风管道风量调节阀，防护服更换间排风管道风量调节阀与防护服更换间之间设有防护服更换间排风高效过滤器，防护服更换间排风过滤器串联在防护服更换间排风管道上，防护服更换间排风过滤器的入口端和出口端上分别设有一个防护服更换间排风管道生物密闭阀，且每个防护服更换间排风管道生物密闭阀串联在防护服更换间排风管道上，二号总管入风端上设有化学淋浴间排风管道，且化学淋浴间排风管道的一端与二号总管入风端连通设置，化学淋浴间排风管道的另一端与化学淋浴间连通设置，化学淋浴间排风管道上串联有化学淋浴间排风管道风量调节阀，化学淋浴间排风管道风量调节阀与化学淋浴间之间设有化学淋浴间排风过滤器，化学淋浴间排风过滤器串联在化学淋浴间排风管道上，化学淋浴间排风过滤器的入口端和出口端上分别设有一个化学淋浴间排风管道生物密闭阀，且每个化学淋浴间排风管道生物密闭阀串联在化学淋浴间排风管道上，三号总管入风端上设有核心工作间排风管道，且核心工作间排风管道的一端与三号总管入风端连通设置，核心工作间排风管道的另一端与核心工作间连通设置，核心工作间排风管道上串联有核心工作间排风管道风量调节阀，核心工作间排风管道风量调节阀与核心工作间之间设有核心工作间排风过滤器，核心工作间排风过滤器串联在核心工作间排风管道上，核心工作间排风过滤器的入口端上设有一号核心工作间排风管道生物密闭阀，核心工作间排风过滤器的出口端上设有二号核心工作间排风管道生物密闭阀，且一号核心工作间排风管道生物密闭阀和二号核心工作间排风管道生物密闭阀均串联在核心工作间排风管道上；

4、所述送风机安装在送风机布置区内，送风机布置区的出风口与送风总管的入风端端连通设置，送风机布置区的入风口与外部空间连通设置，送风机的进风端上设有送风机前风阀，送风机的出风端上设有送风机后风阀，送风机布置区与外部空间的连接处设有新风风阀，送风总管上设有一号总管出风端、二号总管出风端和三号总管出风端，一号总管出风端上设有防护服更换间送风管道，且防护服更换间送风管道的一端与一号总管出风端连通设置，防护服更换间送风管道的另一端与防护服更换间连通设置，防护服更换间送风管道上串联有防护服更换间送风管道风量调节阀，防护服更换间送风管道风量调节阀与防护服更换间之间设有防护服更换间送风过滤器，防护服更换间送风过滤器串联在防护服更换间送风管道上，防护服更换间送风过滤器的入口端和出口端上分别设有一个防护服更换间送风管道生物密闭阀，且每个防护服更换间送风管道生物密闭阀串联在防护服更换间送风管道上，二号总管出风端上设有化学淋浴间送风管道，且化学淋浴间送风管道的一端与二号总管出风端连通设置，化学淋浴间送风管道的另一端与化学淋浴间连通设置，化学淋浴间送风管道上串联有化学淋浴间送风管道风量调节阀，化学淋浴间送风管道风量调节阀与化学淋浴间之间设有化学淋浴间送风过滤器，化学淋浴间送风过滤器串联在化学淋浴间送风管道上，化学淋浴间送风过滤器的入口端和出口端上分别设有一个化学淋浴间送风管道生物密闭阀，且每个化学淋浴间送风管道生物密闭阀串联在化学淋浴间送风管道上，三号总管出风端上设有核心工作间送风管道，且核心工作间送风管道的一端与三号总管出风端连通设置，核心工作间送风管道的另一端与核心工作间连通设置，核心工作间送风管道上串联有核心工作间送风管道风量调节阀，核心工作间送风管道风量调节阀与核心工作间之间设有核心工作间送风过滤器，核心工作间送风过滤器串联在核心工作间送风管道上，核心工作间送风过滤器的入口端和出口端上分别设有一个核心工作间送风管道生物密闭阀，且每个核心工作间送风管道生物密闭阀串联在核心工作间送风管道上；

5、所述一号雾化消毒机设置在设备管道夹层中，二号雾化消毒机设置在核心工作间的外部，一号雾化消毒机与核心工作间排风过滤器之间设有一号消毒管，一号消毒管的一端与一号雾化消毒机的出雾端连通设置，一号消毒管的另一端与核心工作间排风过滤器连通设置，且一号消毒管的另一端与核心工作间排风过滤器的外壳可拆了连接，二号雾化消毒机与核心工作间之间设有二号消毒管，二号消毒管的一端与二号雾化消毒机的出雾端连通设置，二号消毒管的另一端与核心工作间连通设置，且二号消毒管的另一端与核心工作间的墙壁可拆卸连接；

6、一种高等级生物安全实验室微负压消毒方法，所述消毒方法是通过以下步骤实现的：

7、步骤一：启动排风机，并保证排风机前风阀、排风机后风阀、总排风阀及排风机所对应的所有风量调节阀和生物密封阀为开启状态；

8、步骤二：启动送风机，并保证送风机前风阀、送风机后风阀、新风风阀及送风机所对应的所有风量调节阀和生物密封阀为开启状态；

9、步骤三：设定微负压模式下排风机的预设运行频率f1和送风机的预设运行频率f2，并确定微负压模式的启动时间t，其中f1的取值范围为15-20hz，f2为0hz；

10、步骤四：使排风机从当前运行频率f1降至微负压模式排风机预设运行频率f1，降频时间为t，t为30s；

11、步骤五：使送风机从当前运行频率f2降至微负压模式排风机预设运行频率f2，降频时间为t，t为30s；

12、步骤六：待排风机和送风机都降频完成后，关闭核心工作间、化学淋浴间和防护服更换间上所有送风管道中对应的生物密闭阀；

13、步骤七：保证实验室微负压期间各房间的压力梯度，调整各房间排风支管风量调节阀的开度，使核心工作间中达到-70pa，化学淋浴间中达到-55pa，防护服更换间达到-40pa；

14、步骤八：开启核心工作间外置的二号消毒机以及设置在设备管道夹层中的一号消毒机，使过氧化氢消毒剂雾化后在实验室充分作用；

15、步骤九：一号消毒机和二号消毒机开启x分钟后将排风机、排风机前风阀及总排风阀关闭；

16、步骤十：关闭核心工作间、化学淋浴间和防护服更换间上所有排风管道中对应的生物密闭阀，仅保留一号核心工作间排风管道生物密闭阀工作，使过氧化氢消毒剂充分在房间角落进一步发挥作用，直至整个消毒流程完毕；

17、步骤十一：待消毒流程完毕后，关闭一号消毒机和二号消毒机，同时开启负压系统中的所有闭合的阀门，启动排风机和送风机，使负压系统工作4h以上，雾化后的过氧化氢消毒剂随风量转换排出实验室后，再安排人员进入工作。

18、本技术相对于现有技术所产生的有益效果：

19、1、本技术提出的高等级生物安全实验室负压控制系统及微负压消毒方法，相比与现有高等级生物安全实验室中提供的负压控制系统中增加了对风机和风量调节阀的控制方法，可以保证负压控制系统在工作时的稳定性同时避免开机过程的大负压对围护结构的不利影响，通过对于本技术中的负压控制系统内公开的阀体进行调节，可以有效的使实验室内各个空间的压力呈现梯度分配，而且针对于实验室中的核心工作间还配置了两台消毒机，其中一台布置在设备管道区与核心工作间排风管中的排风过滤器进行连接，另一台设置在核心工作间的外部，两台消毒机均可以实现快速插拔连接，采用两个消毒机连通作用(两台消毒机喷射消毒雾的方向不同)，可以更彻底的对核心工作间及其排风管道进行消毒，而且消毒剂的消耗量会大大降低，可以避免大系统消毒时对电子元件造成的腐蚀性影响及能源的浪费，而且在消毒机工作时，系统中的生物密封阀均处于关闭状态，可以有效的防止病毒沿管道外泄。

20、2、本技术提出的高等级生物安全实验室负压控制系统及微负压消毒方法，在微负压的工作环境下进行消毒工作，相比于在常压或正压的工作环境中消毒，可以降低实验室内的气密性的要求，在负压环境下病毒不会沿着门缝或是其他气密性不严的位置排出至实验室外，在消毒机运行x分钟后关闭空调，其目的是在消毒机开机x分钟内，大部分病原微生物已经被灭杀(x需根据操作的病原不同进一步确定)，x分钟后关闭空调机组既能保证环境内的大量病原微生物被灭杀而避免溢出至外环境，又能够让残留在房间内的消毒剂进一步发挥作用。且消毒过程中，核心工作间与核心工作间过滤器相连，形成一个整体的密闭空间，本方法适用于已经建成的高等级生物安全实验室改造。