水处理设备的基本构成及使用

水处理设备的基本构成及使用甘肃省人民医院肾内科荆晓江2013年6月兰州血液透析在血液净化工作中占很大比重,其工作量超过了血液净化总工作量的80%，血液透析的基本原理就是通过弥散原理清除体内代谢产物血液透析滤过更是通过对流方式清除体内代谢产物而这两种治疗模式都离不开水血液透析和血液透析滤过，患者通过血液透析器或血液透析滤过器的半透膜，每周可能要接触超过300升的水。而一个健康的人，每周摄入的水很少超过12升。病人与水接触的量增加近30倍，若水质得不到保证，则可能因其中的有害物质过量,给病人带来伤害，直接影响透析质量要想保证血液透析或血液透析滤过既安全又有效，极其重要的一个方面，就要是保证水质优良水处理的质量控制在血液净化中的重要地位显而易见污染类别污染来源生物污染：主要指细菌，内毒素等微生物及其衍生物化学污染：主要指有机小分子，金属离子，阴离子等化学成分内部生长：水处理、管道、透析机等管路中细菌和生物膜的生长外部输入：如透析粉，开放的管道等，水处理系统和管路缺乏维护源水：源水过滤不彻底或源水中某种成分含量过高，反渗机失效后期加入：如透析粉中的杂质或水道路中溶质析出透析液中的污染类别和来源1、农业生产（化肥）2、工业污染（重金属）3、被自来水公司加入到水中的物质（铝、硫酸、氯、氯胺或氟）4、管道的溶出物（铜、锌、铅）5、再生树脂用的化学物质（强酸、强碱）6、消毒液体的残留（氯、次氯酸、过氧乙酸、甲醛和戊二醛）水中污染物的主要来源游离氯、氯胺溶血、贫血活性炭内毒素发热、低血压、淀粉样变超滤器、RO装置悬浮颗粒机器故障、反渗膜寿命降低沙滤器、微孔过滤器钙、镁硬水综合征、骨病、异位钙化软化装置、RO装置铜溶血去离子装置、RO装置铁、锰脑、肝、肾和神经系统损害氧化过滤器、RO装置氟骨病去离子装置、RO装置铝透析脑病、骨病、贫血去离子装置、RO装置硫酸肠胃损害去离子装置、RO装置硝酸高铁血红蛋白血症去离子装置、RO装置物质毒副作用去除方法水中污染物的毒副作用及去除方法源水(自来水、井水、河水)前处理系统（去离子装置）反渗透装置后处理系统水排泄系统（下水管道）完整的水处理系统注意来源水的质量特点地表水细菌数量多、悬浮物多，自来水厂为处理达到标准，加入较多含氯消毒剂，氯含量高，尤其是夏季用水高峰时地下水相对干净，悬浮物、细菌数量少，基本不加含氯消毒剂，但矿盐含量明显高于地表水，对水处理机设计要求高注意来源水的重金属含量前处理系统沙滤器、过滤器、铁锰过滤器、软水器和活性炭过滤器根据原水水质情况将它们中的一些设备组合在一起。通常情况下，前处理系统中必须含有软水器、活性炭过滤器、沙滤器或过滤器。铁锰过滤器根据实际情况选择安装前处理系统砂滤器被安置在前处理系统最前端，阻挡源水中的不溶性和悬浮颗粒，保护下游的软水器、活性炭过滤器和反渗膜等设备砂滤器中包含多种不同大小、不同重量的沙石物质。根据它们重量的不同分为很多层。最上层为重量最轻、体积最大的无烟煤，清除直径为50μm的粒子。第二层为沙子，比无烟煤重，清除直径为25μm的粒子。第三层为压碎的石榴石，体积最小、重量最重，清除直径为10μm的粒子。最底层是碎石砂滤器沉淀物过滤器阻断来源水中10微米以上的颗粒物位于前处理系统的起始部位弹筒式结构单介质与多介质之分祛除自来水管中的铁质城市自来水使用氯气消毒，水中游离氯和氯胺超过标准。反渗膜不能清除之，反被其氧化破坏，故在水进入反渗透装置之前，水中游离氯和氯胺一定要清除。活性炭过滤器的作用就是清除水中游离氯、氯胺和低分子量的有机物活性炭过滤器活性炭过滤器的容量设计一定要考虑活性炭的吸附能力（50M3/每公斤）和水与活性炭的接触时间（EBCT）。游离氯与活性炭的接触时间要求在6分钟以上。氯胺的被吸附能力较小，与活性炭接触时间要求在10分钟以上。如果使用两个串联活性炭过滤器，可以延长水与活性炭的接触时间（EBCT）活性炭过滤器主要祛除氯和氯胺多数位于前处理系统的中间有一部分前处理系统的设计是活性炭过滤器放置在软水器后面，原因是：进入软水器的水中含氯，可防止树脂上的细菌繁殖；满足软水器再生时的水压和流量；降低进入活性炭过滤器的水压，避免活性炭被压紧使下游水压和流量下降去离子装置，又称硬水软化器，作用是清除水中高浓度的钙、镁离子。防止钙、镁离子在反渗膜上形成碳酸钙（镁）沉淀，影响反渗膜的寿命。同时由于反渗膜对离子的排斥有一定的百分比（90-95%的二价离子和95-99%的单价离子），如果不经过处理，将使反渗水中的钙、镁离子浓度超标，使病人发生“硬水综合征”软水器软水器中装有强酸钠树脂，让钠离子与钙、镁离子在树脂上交换，有效的去除水中的钙、镁离子。选用钠离子交换技术，是因为其交换容量大（1000eq/M3），去除硬度离子能力强。1M3钠型阳树脂可去除1000克当量的硬度软水器的容量选择一定要结合源水水质和产水量要求，保证治疗当中水的持续软化。再生盐桶中要有充足的再生盐，最好在盐水中可见固体盐，在饱和盐水的前提下保证软水器再生效果纯水制备工艺中多数采用TFC复合反渗膜,这种膜具有三层结构：超薄聚酰胺脱盐层(膜孔径：0.001μm)，聚砜集水层及聚酯支撑层。此膜机械强度好，耐氧化和极端pH值（pH值耐受范围2－11），脱盐率（排斥率）98%以上。进入反渗膜的水在压力作用下分成两部分：一部分穿过反渗膜，称为反渗水另一部分没有穿过反渗膜，称为排斥水反渗透膜利用反渗膜对液体的分离特性，在一定压力一定流量下，将水与离子分离软水废水反渗水反渗膜工作原理软水废水反渗水膜外膜内膜水分子其它离子单级反渗透？双级反渗透？孰是孰非？取决于来源水的品质及用户需求。只需做血液透析，并且不做高通量透析，相信在做好前处理设计的基础上，单反装置可以将处理水电导度控制在10µs以内，完全满足治疗要求；反之，来源水品质不高，用户又要求通过on-line做血液透析滤过，则应该达到超纯水标准经过努力，细菌和内毒素可以控制，单反欲将电导度降至2µs以内有困难，双反解决内毒素、电导度更容易达标。只要能达标，单/双级又何妨！包含反渗水箱、紫外线灯、超滤器和反渗水输送系统反渗水箱和紫外线灯可能发生反渗水的二次污染和增加内毒素的数量，在条件许可的情况下，从一部分型号的水处理系统中取消，超滤器根据情况安装反渗水输送系统分为直供式（无水箱）和非直供式（有水箱）。并且分为循环和非循环系统后处理系统直供式反渗水从反渗膜出来后直接通过管道输送到透析机。其优点没有反渗水水箱，减少了反渗水输送过程中的二次污染，保证反渗水水质缺点是没有反渗水的储存，在紧急情况下影响透析治疗。直供式设计要求水处理系统容量足够大，满足用水高峰时需求，并且考虑到复用和透析液配制时的用水量直供式水处理机流程图非直供式在反渗水输送管道上有水箱和送水泵。优点是有充足的反渗水储存缓冲，保证透析机常规和紧急情况下用水。缺点是反渗水箱，容易发生二次污染非直供式水处理机流程图反渗水水箱在水处理系统中能够提供反渗水的贮存和缓冲。在通常情况下，水箱中的水处于停滞状态，特别适合细菌的生长。因此，在水处理系统能够保证透析机和其它用水的前提下，可以将其取消或水箱要密闭，与外界的空气流动通过可以能够阻挡内毒素的呼吸器进行水箱一定要特殊设计，材料可以选择惰性的致密聚丙烯或聚乙烯塑料。桶壁要光滑，不要有死角。水箱上、下面为圆锥型，进水口在最上端，通过一个特殊装置使水成雾状沿箱壁流下。出水口设计在水箱最下端，保证水箱内的水能够全部流动，没有死角，并且方便消毒液的冲洗。水箱内的水要与管道内的水一起循环流动随着科学技术的发展和使用污染透析液对病人产生影响的更深入研究，以及许多治疗新方法的应用（在线血液滤过、高通量透析器等），要求透析用水的质量必须达到一个更高的标准。因此，现代水处理系统的的设计和安装重点放在如何进一步降低反渗水中化学物质和微生物的含量上，设计出了双反渗系统、反渗水管道热消毒系统，管道无死腔系统等管道系统的设计、安装一定要非常严格。为防止细菌和内毒素的污染，最好设计成循环系统，尽量减少旁路防止水滞留。如果管道上有阀门，应安装在侧支上，且侧支长度不能过长。为了防止细菌附着在管壁上，要保证一定的反渗水流速。管道材料要选择没有接头、裂纹、内壁光滑的管子。内壁没有焊接裂纹的不锈钢管（316L）是理想的材料，但它价格高，不能广泛使用。高级UPVC是普遍使用的材料，价格低，安装方便在主水管路上直接安装侧阀门，其起始路径短，防止管内污染的实际效果与劳尔水机的小循环系统效果基本一样哪一种水处理系统符合血液透析要求？去离子水处理系统包括砂滤、活性炭、活性树脂，可以清除源水中10-500μm的微粒以及超过90%以上的离子成分，但无法阻挡细菌和内毒素反渗透水处理系统在上述基础上增加反渗透装置，除了进一步清除溶解性无机物、有机物、颗粒外，还清除细菌、内毒素，使水质达到“纯净”上的意义对于水处理系统中的水质量监控，电导度做为常用观察指标之一，其记录了反渗水中离子总量，用电导度表示如来源水中含有高浓度的人体有害物质，电导度升高后，使有害物质的浓度相应上升，将对患者产生直接的伤害进水电导度上升，对应的反渗水电导度也上升。如进水电导度由400µs/cm，上升到600µs/cm，若排斥率98%，则反渗水电导度由8µs/cm（400的2%）上升到12µs/cm（600的2%）对血液透析水处理的电导度尚无国家标准，各水处理制造厂家对电导度数据的认可度不尽相同，要命的是各厂家并没有从临床角度考虑电导度与生命质量的关系因为处理水可能经过不同形式进入人体，尤其是内生置换液量较大时，为保证治疗安全，其电导度应按照静脉注射液的水质标准套用。目前欧洲标准已经提倡血液透析采用超纯水，on-line时标准更高在制药工业中超纯水电导度一般应低于2-10µs/cm因此，必须控制反渗水电导度。做血液透析，电导度应小于10µs/cm；做在线血液透析滤过（on-line）或使用高通量透析器，则电导度不应超过2µs/cm必要时要加强去离子装置和/或使用双反渗透系统，以降低处理水中的盐含量从事血液净化治疗的医务人员，一定要关注透析用水的理化及微生物学质量商家产品质量保证应该是厂家责任，买何种加压泵，买何种反渗膜，这些只是零件，用户买的是反渗水，不是零件，不要无意中与厂家互换位置用户水处理质量与患者生活及生命质量直接相关，必须强烈关注水处理质量，否则就会十分被动购买水处理设备的误区合理厂家根据实际设计，流程符合要求节水注意反渗水用量与废水排放量的比例水质前处理定性试验、电导度值消毒能否消毒管路和反渗透机细菌管路中反渗水细菌的含量低于标准值对水处理设备的基本要求©Copyrightanddate整个系统就像一根环环相扣的锁链，最弱的一环决定整体强度来源水来源水来源水罐来源水罐前处理前处理反渗机反渗机反渗水管路反渗水管路进血透机支路进血透机支路血透机内部进水管血透机内部进水管血透机血透机浓缩透析液浓缩透析液透析机排水透析机排水复用接头复用接头其它其它血液透析卫生链思想血液净化设备质量控制链来源水前处理系统反渗水处理（一级、二级）输送管路（贮水箱、紫外线、回路、分支）血液透析机微粒子过滤器排液管高度下水接口高度排液管末端摆放方式干粉筒设置好设备≠好水质影响水质的因素定期监测制备水质防范定期维护好管理才有好水质自知本单位处理水的卫生学质量，知晓可以开展何种血液净化治疗模式有细菌过滤器无细菌过滤器处理水内毒素＜2EU处理水内毒素＜0.03EU处理水电导度＜10µs处理水电导度＜2µs处理水电导度＜0.25µs细菌＜200cfu细菌＜50cfu处理水化学污染物达标血液透析√√√√√√√√√√血液透析滤过√√√√√√√正常通量血液透析√√√√√√√√√√高通量血液透析√√√√√√在线血液滤过√√√√√√非在线血液滤过√√√√√√