摘要：介紹了袋進(jìn)袋出過(guò)濾器的使用范圍，基本組成以及特點(diǎn)，對(duì)比了袋進(jìn)袋出過(guò)濾器與現(xiàn)有過(guò)濾設(shè)備在使用方面的優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞：袋進(jìn)袋出過(guò)濾器；過(guò)濾單元；檢測(cè)
０　引言
近年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視生物安全及疾病控制領(lǐng)域的研究及科研工作，在世界范圍內(nèi)爆發(fā)SARS，，瘋牛?。˙SE）等惡性強(qiáng)傳染性疾病后，此類研究工作更成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。為了更好的為此類科研工作服務(wù)，國(guó)家相應(yīng)制
定了《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》（GB19489-2007）用來(lái)規(guī)范和完善生物安全實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)，施工及管理。在該“要求”中對(duì)生物安全實(shí)驗(yàn)室所使用的空氣過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，并且提出 “BSL-3(Ⅱ)和 BSL-3(Ⅲ)實(shí)驗(yàn)室的高效過(guò)濾器單元的結(jié)構(gòu)應(yīng)牢固，應(yīng)能承受 2500 Pa 的壓力，其密封性應(yīng)能保證在最小檢測(cè)壓力為 1000 Pa 時(shí)，空氣泄漏率每分鐘不超過(guò)其容積的0.1％；所有排風(fēng)HEPA 應(yīng)安裝成可原位進(jìn)行氣體消毒和可現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行掃描檢漏或全效率檢漏的方式；如果排風(fēng)HEPA 安裝在實(shí)驗(yàn)室外的設(shè)備層（間），必須具備利用氣密袋安全進(jìn)行更換的條件”。所謂“具備利用氣密袋安全進(jìn)行更換的條件”的過(guò)濾器即是袋進(jìn)袋出型過(guò)濾器（BAG-IN/BAG-OUT Filter Housing 簡(jiǎn)稱BIBO 或 Safe ChangeFilter Housing）。
１　袋進(jìn)袋出過(guò)濾器概述
　 袋進(jìn)袋出過(guò)濾器出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)的五六十年代，目前廣泛的應(yīng)于各種高危險(xiǎn)性或高隔離要求的領(lǐng)域，例如：化學(xué)和生物（CB）防護(hù)、化學(xué)、生物及放射（C B R ）防護(hù)、核化、生物及化學(xué)（NBC）防護(hù)、醫(yī)院隔離房間、制藥設(shè)備、微電子環(huán)境、食品加工區(qū)域、生物研究、遺傳與生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)處理排放系統(tǒng)、化工處理設(shè)備、動(dòng)物疾病研究試驗(yàn)室、放射性同位元素處理設(shè)備、核電站、戰(zhàn)略核設(shè)施，D.O.E 設(shè)備、軍事基地等。
袋進(jìn)袋出過(guò)濾器的組成類似于組合式空調(diào)機(jī)組，是根據(jù)使用的需要將不同的功能單元組合拼裝于袋進(jìn)/ 袋出箱體（BIBO Housing）內(nèi)，常用的功能單元包括：預(yù)過(guò)濾器（Pre-filter）、高效粒子過(guò)濾器（ H E P A ）、高效氣體吸附過(guò)濾器（HEGA）、精細(xì)掃描檢測(cè)裝置（Precision ScanTest Sections）等。一般情況下，袋進(jìn)袋出過(guò)濾器由過(guò)濾單元與檢測(cè)單元兩部分組成，的過(guò)濾單元僅包含高效粒子過(guò)濾器，如果空氣在進(jìn)入袋進(jìn)袋出過(guò)濾器之前沒(méi)有其它過(guò)濾設(shè)備，則需要配置預(yù)過(guò)濾器保護(hù)高效粒子過(guò)濾器，如果過(guò)濾氣體有吸附要求，則配高效氣體吸附過(guò)濾器；檢測(cè)單元指自動(dòng)（或者手動(dòng)）精細(xì)掃描檢測(cè)裝置。
袋進(jìn)袋出過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾單元數(shù)量決定了其合的方式，水平方向上排列過(guò)濾單元的個(gè)數(shù)稱為W，高度方向上排列過(guò)濾單元的個(gè)數(shù)成為 H，如果某袋進(jìn)袋出過(guò)濾器為2H2W型，則說(shuō)明其水平及高度方向上各有 2 組過(guò)濾單元，箱體內(nèi)共有 4組過(guò)濾單元。同時(shí)過(guò)濾單元的數(shù)量也決定該袋進(jìn)袋出過(guò)濾器的風(fēng)量,以最經(jīng)常使用的 24 英寸 ×24 英寸（610mm×610 mm）HEPA 為例,其在 250 Pa 阻力下過(guò)濾風(fēng)量為 1700 m3/h，那么上述 2H2W 型過(guò)濾風(fēng)量為6800 m3/h。在過(guò)濾單元組合時(shí)，水平方向上過(guò)濾單元的數(shù)量是有限制的，如 610 mm×610 mm 的過(guò)濾單元最多只能排列三組（3W），這樣才能保證在更換時(shí)操作人員能夠順利更換最深一組過(guò)濾單元，而在高度方向上一般沒(méi)有具體限制，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，如圖１所示的大型袋進(jìn)袋出過(guò)濾器高度既為 6H。



除了以上的主要組件，袋進(jìn)袋出過(guò)濾器箱體上還有一些配套的設(shè)備，比如壓力表、測(cè)壓孔、快速連接口等，這些部件與箱體之間都設(shè)置了微型的高效粒子過(guò)濾器，以保證與外界的隔離。袋進(jìn)袋出過(guò)濾器加上與之配合的氣密隔離閥（Bubble Tight Iso-lation Dampers）組成了完整的空氣過(guò)濾隔離系統(tǒng)，在北美此系統(tǒng)稱為“ 隔離防護(hù)系統(tǒng)（ContainmentSystems）”。
３.袋進(jìn)袋出過(guò)濾器的特點(diǎn)
袋進(jìn)袋出過(guò)濾器的特點(diǎn)是安裝、更換、檢測(cè)過(guò)濾器時(shí)均在PVC 袋（或者高溫袋）保護(hù)下進(jìn)行，過(guò)濾單元不與外界空氣接觸，從而保證了人員與環(huán)境的安全，使得更換過(guò)程方便快捷。
袋進(jìn)袋出過(guò)濾器安裝與更換流程：
初次安裝過(guò)濾器時(shí)，將新的過(guò)濾單元沿軌道直接推入過(guò)濾箱體內(nèi)鎖緊，然后將PVC 袋子安裝在特殊設(shè)計(jì)的法蘭（Ribbed Bagging Ring）口上，并使用安全帶（Security Strap）扎緊，確保 PVC袋與法蘭之間密封，最后將PVC袋疊好，封閉檢修門，這樣PVC袋和過(guò)濾單元就一起封閉在袋進(jìn)袋出箱體內(nèi)。
更換過(guò)濾單元時(shí)，工作人員打開(kāi)檢修門，將雙手伸入PVC 袋上的手套（Filter Handling GloveSleeve）里，松開(kāi)過(guò)濾單元的鎖定裝置，將使用過(guò)的過(guò)濾單元滑入PVC 袋內(nèi)，然后在中間扎緊袋子將包含過(guò)濾單元的部分剪下，這樣廢棄的過(guò)濾單元就通過(guò)PVC 袋子從箱體中移出。接著把新過(guò)濾單元裝入新的 PVC袋子，再將新的 PVC袋子套在法蘭口上扎緊，取下法蘭上殘余的袋口，放入新
袋子的手套（Bag Stub Removal Glove Sleeve）里，扎緊后將其剪下，再把新袋子卷好，關(guān)閉檢修門并壓緊，即完成了全部的更換過(guò)程。
在整個(gè)安裝與更換過(guò)程中，除了安裝過(guò)濾單元外，所有臟過(guò)濾單元移除和新過(guò)濾單元進(jìn)入均通過(guò) PVC 袋子，保證整個(gè)系統(tǒng)與外界隔絕，可以不經(jīng)過(guò)熏蒸消毒而直接更換，節(jié)省了大量的時(shí)間，并且更加安全可靠。同時(shí)也是因?yàn)檫@種更換過(guò)濾單元的方式，此類過(guò)濾設(shè)備才被形象的稱為袋進(jìn)袋出（BIBO）。
袋進(jìn)袋出過(guò)濾器除了使用安全便捷的更換技術(shù)之外，其整體的牢固性和氣密性也十分值得稱道。目前國(guó)際上袋進(jìn)袋出過(guò)濾器的生產(chǎn)主要依據(jù)各國(guó)的核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如：美國(guó) ASME N509（核動(dòng)力工廠空氣凈化設(shè)備和組件）、ASME N510（核空氣處理系統(tǒng)測(cè)試）、德國(guó) DIN 25496（核設(shè)施用通風(fēng)組件）等。設(shè)備箱體一般為不銹鋼整體焊接，氣密隔離閥與箱體之間采用法蘭連接，連接處通常使用氯丁密封墊圈和氯丁法蘭墊圈進(jìn)行密封，在特殊的需求下（如高危險(xiǎn)、高致病性環(huán)境）設(shè)備可以抵抗地震。箱體與氣密隔離閥采用相同的密封標(biāo)準(zhǔn)，在氣密隔離閥關(guān)閉條件下，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求在恒定內(nèi)外壓差 2500 Pa 條件下進(jìn)行壓力衰減泄漏測(cè)試，德國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)要求在恒定內(nèi)外壓差 2000 Pa 條件下，容許泄漏率小于10 l/(hm2)。過(guò)濾單元與箱體框架之間的密封有兩種形式，在北美一般采用液體（凝膠）密封，在過(guò)濾單元的周邊有一圈特制的凝膠帶，當(dāng)過(guò)濾單元推入過(guò)濾箱體后，箱體的框架陷入凝膠內(nèi)部從而保證兩者之間的密封性；而在歐洲，過(guò)濾單元與箱體框架之間設(shè)置了充氣氣囊，在過(guò)濾單元裝入以后對(duì)氣囊進(jìn)行充氣，再使用專業(yè)的設(shè)備對(duì)其密閉性進(jìn)行檢測(cè)，以保證其充分密封。
袋進(jìn)袋出過(guò)濾器的另一個(gè)突出的特點(diǎn)是其可檢 測(cè)性。傳統(tǒng)的高效過(guò)濾風(fēng)口，在安裝使用后，基本不能進(jìn)行再次的檢測(cè)，而高效過(guò)濾箱由于測(cè)試方法的限制必須與排風(fēng)口之間有足夠的風(fēng)管長(zhǎng)度才能夠進(jìn)行有效的檢測(cè)，這樣的做法明顯的構(gòu)成了安全隱患同時(shí)也不符合《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》（GB 19489-2007）的要求。在標(biāo)準(zhǔn)配置的袋進(jìn)袋出過(guò)濾器中，均設(shè)置自動(dòng)（手動(dòng)）掃描檢測(cè)單元，可以隨時(shí)檢測(cè)過(guò)濾器的效率及安全性。檢測(cè)單元緊鄰這個(gè)由過(guò)濾器及其框架組成過(guò)濾面，在距離過(guò)濾面1 英寸（25 mm）處設(shè)置一個(gè)取樣裝置，該取樣裝置將沿整個(gè)過(guò)濾面做蛇形運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)速度為10 fpm（50 mm/s），這樣就可以隨時(shí)或者根據(jù)使用的要求按時(shí)的檢測(cè)過(guò)濾設(shè)備的過(guò)濾表面及密封區(qū)域，整套檢測(cè)裝置同樣用PVC 袋子封閉在箱體內(nèi)，取樣和分析裝置通過(guò)快速接頭連接至箱體外，并且所有采樣口均設(shè)有小型 HEPA，同樣保證整個(gè)檢測(cè)段的密封性和安全性。
經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，這種檢測(cè)方法可以模擬并取代傳統(tǒng)的氣溶膠檢測(cè)方法，與傳統(tǒng)的方法相比還存在明顯的優(yōu)勢(shì)，可以節(jié)省傳統(tǒng)方法中要求的過(guò)濾器上游及下游的10 倍管徑長(zhǎng)度的混流段風(fēng)管，這樣就可以確保過(guò)濾設(shè)備的接近排風(fēng)口，提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性，而且節(jié)省大量的風(fēng)管安裝空間。
４　總結(jié)
目前，國(guó)內(nèi)使用的袋進(jìn)袋出過(guò)濾器還十分有限，但是根據(jù)其自身的特點(diǎn)以及國(guó)外多年的使用經(jīng)驗(yàn)，其在國(guó)內(nèi)必將有越來(lái)越廣泛的使用空間。同時(shí)，袋進(jìn)袋出過(guò)濾器設(shè)備也帶給我們一個(gè)思路，普通的過(guò)濾器單元，配合一種更換方法，整合一套檢測(cè)系統(tǒng)就形成了一種全新國(guó)際通用的設(shè)備，并且功能更加合理，使用更加方便，系統(tǒng)更加安全。希望有更多這樣的想法出現(xiàn)，更多這樣的設(shè)備出現(xiàn)。