透析用水處理系統(tǒng)課件

1、透析用水處理系統(tǒng)北京友誼醫(yī)院 透析中心 宋偉血液透析用反滲透水處理系統(tǒng)的基本要求1 水處理系統(tǒng)的產(chǎn)水水質(zhì)必須符合透析用水國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求（化學(xué)污染、生物污染）。2 產(chǎn)水量滿足透析用水的需求（透析機(jī)、透析器復(fù)用用水）。3 操作簡(jiǎn)單，使用故障率低。4 必要的清洗消毒裝置。北京市血液透析質(zhì)控中心對(duì)透析用水水質(zhì)要求污染物允許的最大化學(xué)污染物的濃度（mg/L）鈣2(0.1mEq/L)鎂4(0.3mEq/L)鈉70(3.0mEq/L)鉀8(0.2mEq/L)氟0.2氯（自由態(tài)）0.5氯胺0.1硝酸鹽2.0硫酸鹽100.0銅、鋇、鋅每種0.1鋁0.01砷、鉛、銀每種0.005鎘0.001鉻0.014硒

2、0.09汞0.0002血液透析用水的微生物污染控制要求 細(xì)菌計(jì)數(shù)（CFU/mL）內(nèi)毒素（IU/mL）國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YYO572_2005)100輸出端1 輸送點(diǎn)5衛(wèi)生部血液凈化標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（2010）2002美國AAMI標(biāo)準(zhǔn)（2008）200（50）2（1）透析用反滲透水處理反滲透供水系統(tǒng) 1 水的預(yù)處理 1.1預(yù)處理的組成及作用 1.2 預(yù)處理的維護(hù)與檢測(cè) 2 反滲透部分 2.1反滲透膜組件 2.2反滲透機(jī)的組成 2.3反滲透去除污染物的局限性 2.4反滲透系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù) 2.5反滲透機(jī)出水的檢測(cè) 3 透析用水的供給透析用反滲透水處理系統(tǒng)流程圖全自動(dòng)軟化罐活性炭罐透析機(jī)透析機(jī)透析機(jī)全自動(dòng)砂

3、濾罐反滲透膜組件保安過濾器高壓泵預(yù)處理作用:水質(zhì)達(dá)到反滲透膜進(jìn)水水質(zhì)的要求1.1.1前級(jí)加壓泵；維持系統(tǒng)壓力。1.1.2機(jī)械過濾；除去不溶顆粒物。1.1.3除鐵裝置；除去水中的鐵離子。1.1.4軟化裝置；除去水的鈣鎂離子。1.15活性炭裝置；吸附水中的有機(jī)物，致熱 源，除去來水中殘余氯等。1.1水的預(yù)處理包括1.1.1前級(jí)加壓泵及壓力罐加壓泵提供水壓、水的流量壓力罐緩沖作用，防止震動(dòng)和水流快速流過管道，維持水流量1.1.2機(jī)械過濾采用石英砂或?yàn)V芯作機(jī)械過濾 石英砂過濾：1砂床是由大到小的石英砂排列組成 2可除去直徑大于25m顆粒物 3 定期反沖，清除濾料中截流的雜質(zhì)，一般每周兩次 濾芯過濾：將

4、濾芯裝入濾桶內(nèi)，可除去大于濾芯孔徑的雜質(zhì)。 定期更換，一般每月一次。1.1.3除鐵裝置 水中的鐵能使交換樹脂失效，污染反滲透膜 。除鐵常用錳砂過濾法，天然錳砂的主要成分是MnO2 。鐵離子與錳砂接觸即可將Fe2+氧化成Fe3+ ， 生成的Fe3+立即水解生成絮狀氫氧化鐵沉淀 ， Fe(OH)3沉淀物經(jīng)錳砂過濾后被除去 。 Fe3+OH-=Fe(OH)3 根據(jù)情況定時(shí)進(jìn)行反清洗除去沉淀物。 1.1.4水軟化裝置 除去水中鈣、 鎂離子的過程稱為軟化 。交換劑是鈉型陽離子交換樹脂。 水中的硬度成分鈣離子、鎂離子與交換劑中鈉離子進(jìn)行交換 。交換達(dá)到一定值時(shí)交換劑失效。為恢復(fù)交換能力可用再生液對(duì)其進(jìn)行再

5、生，常用的再生液為飽和氯化鈉溶液 。流量型控制器 時(shí)間型控制器 控制器樹脂罐的再生周期 一般情況下進(jìn)水總硬度、鈉型陽樹脂的體積與交換容量改變量較少，根據(jù)用水量可確定再生周期，實(shí)際應(yīng)用中用測(cè)定軟水器出水硬度的方法來確定再生周期。 例：晚間對(duì)軟水器進(jìn)行再生，第二天早晨，水處理機(jī)啟動(dòng)30min后測(cè)定軟水器出水硬度，如不合格說明再生無效或樹脂失效需重新再生或更換樹脂，如合格，正常使用，一天透析治療、透析機(jī)清洗消毒結(jié)束后再次測(cè)定軟水器出水硬度，如不合格說明現(xiàn)樹脂不能保障一天的透析治療用水量，應(yīng)更換樹脂或增加樹脂量，如合格第三天透析治療、透析機(jī)清洗消毒結(jié)束后用同樣的方法測(cè)定軟水器出水硬度，如不合格就應(yīng)每天

6、對(duì)軟水器進(jìn)行再生，如合格第四天同時(shí)、同樣測(cè)定軟水器的硬度，至測(cè)定到N天不合格，軟水器再生周期定為N-2天（N2）。保障樹脂充分再生1）使用粗鹽或再生專用鹽。2）吸鹽口在鹽缸底部，保障吸入足量的飽和鹽水。3）及時(shí)補(bǔ)充再生用鹽，保證鹽缸內(nèi)有足夠的未溶解鹽。4）觀察鹽缸補(bǔ)水情況及控制器工作情況。1.1.5活性炭吸附 活性炭有非常多的微孔和巨大的表面積，因而具有很強(qiáng)的物理吸附能力 。水中的有機(jī)物、致熱源、殘余氯、色素等用活性炭可除去 。如果超過活性炭的吸附能力，有機(jī)物將漏掉進(jìn)入水中?；钚蕴吭偕щy，一般要定期更換。 活性炭除氯活性炭除氯不是單純的物理吸附，而是在其表面發(fā)生催化作用。 Cl2+H2OHC

7、l+HClO HClOHCl+O 原子氧與碳原子由吸附狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變成化合狀態(tài)： C+2OCO2氯與活性炭的反應(yīng)可如下式: C+2Cl2+2H2O4HCl+CO2活性炭罐技術(shù)要求1) 保障水與活性炭的接觸時(shí)間大于10分鐘。2)采用雙罐結(jié)構(gòu)。選用硬質(zhì)果殼炭。3) 定期反沖，建議每周2次。4)保障控制器工作正常，供電、時(shí)間調(diào)整。5) 監(jiān)測(cè)活性炭罐出水殘余氯，每天一次。 1.2預(yù)處理的維護(hù)與檢測(cè)每天檢查活性炭罐出水殘余氯量，評(píng)定活性炭罐的情況。定期反沖砂濾、活性炭罐。一般每周兩次，目的：沖去截流物質(zhì)、松動(dòng)濾料。每天檢查樹脂罐出水硬度。補(bǔ)充氯化鈉，觀察吸鹽情況。根據(jù)用水量，定期對(duì)樹脂進(jìn)行再生。觀察各自

8、動(dòng)控制器工作情況。 砂濾罐、活性炭罐的工作與反沖每天一次。軟化水總硬度：AAMI推薦1GPG（或17.2PPM）軟化罐出水硬度檢測(cè)軟水試劑監(jiān)測(cè)樹脂罐出水硬度顯色劑主要成分，鉻黑T鉻黑T與鈣、鎂絡(luò)合后顯紅色殘余氯 殘余氯有較強(qiáng)的氧化性，如和血液接觸將導(dǎo)致溶血、血細(xì)胞數(shù)量下降等嚴(yán)重后果。 殘余氯對(duì)膜有侵蝕作用 。 殘余氯 指測(cè)量時(shí)，水中化合氯與游離氯的總和 。 化合氯 指一種或多種氯胺化合物，它是由氯和存在于水中的氨的化合物反應(yīng)而生成的 。 游離氯 指水溶性分子氯、次氯酸或次氯酸根。 有效氯 指氯化劑所含的氯中可起氧化作用的比例 。 活性炭罐出水殘余氯監(jiān)測(cè) 每天透析治療前進(jìn)行監(jiān)測(cè) 發(fā)現(xiàn)第一個(gè)罐 出

9、水超標(biāo)時(shí)應(yīng)及時(shí)反沖或更換活性炭 第二個(gè)罐出水超標(biāo)必須立即處理 余氯監(jiān)測(cè)儀 余氯試劑，（托立丁) 遇氯顯黃色，色度與氯 含量有關(guān)2反滲透系統(tǒng) 2.1反滲透組件 2.1.1分離膜的種類 2.1.2反滲透的脫鹽率與回收率 2.1.3反滲透原理 2.1.4反滲透膜的結(jié)構(gòu) 2.1.5膜元件的性能、參數(shù)及影響因素 2.1.6膜的特性 2.1.7膜的透過機(jī)理 2.1.1分離膜的種類2.1.2反滲透系統(tǒng)的脫鹽率和回收率 A：溶質(zhì)平衡公式：給水溶質(zhì)含量等于產(chǎn)品水和濃水溶質(zhì)含量之和。 給水溶質(zhì)含量=產(chǎn)水溶質(zhì)含量+濃水溶質(zhì)含量反滲透膜的脫鹽率：濃水的含鹽量/進(jìn)水的含鹽量（99%） 反滲透系統(tǒng)脫鹽率：反滲透膜排列、組

10、合有關(guān)（98%）B：流量平衡公式：給水流量等于產(chǎn)水量和濃水流量之和。 給水量=產(chǎn)水量+排水量 反滲透膜的回收率：產(chǎn)水量/進(jìn)水量 ，單只膜回收率小于18% 反滲透系統(tǒng)回收率：一般控制在60-75% 2.1.3反滲透原理滲透作用是水分子從低濃度溶液經(jīng)半透膜到高濃度溶液的現(xiàn)象 。在高濃度溶液一側(cè)用輔助加壓則可使水分子從高濃度溶液經(jīng)半透膜跑到低濃度溶液一側(cè)，這便是反滲透。濃溶液稀溶液半透膜A濃溶液稀溶液半透膜滲透壓B濃溶液稀溶液半透膜外加壓力C2.1.4膜的結(jié)構(gòu) 目前膜的構(gòu)型主要有平板式、管式、卷式和中空纖維式 。膜有醋酸纖維素膜、芳香聚酰胺膜和復(fù)合膜等 。復(fù)合膜有三層組成，它們是：最上層的超薄脫鹽層

11、、中間是多孔聚砜?jī)?nèi)夾層、下面是聚酯支撐網(wǎng)層，脫鹽層厚度為0.2m 。分離機(jī)能層(0.2 m)卷式反滲透2.1.5膜元件的性能、參數(shù)及影響因素 反滲透膜的性能由三個(gè)因素表述 ： 產(chǎn)品水流量；脫鹽率；運(yùn)行穩(wěn)定性 。這些因素又受下列條件制約；第一，給水特性，如溫度、溶解物和固形物等；第二，膜本身的特性，如膜的材料、結(jié)構(gòu)等；第三，運(yùn)行條件，如壓力、回收率等 。2.1.6膜的特性 膜的方向性，只有反滲透膜的致密層與給水接觸，才能達(dá)到脫鹽效果 。離子透過膜的規(guī)律，一般來說，1價(jià)離子透過率大于2價(jià)、2價(jià)大于3價(jià) 。 K+Na+ Ca2+Fe3+2.1.7膜的透過機(jī)理 膜去除有機(jī)物是建立在篩網(wǎng)機(jī)理基礎(chǔ)上的 。

12、分子量大于300的物質(zhì)被截流。膜有高的脫鹽率是由于半透膜對(duì)離子有排斥作用 。 膜表面對(duì)水分子有選擇吸附作用。2.2反滲透機(jī)的組成 2.2.1反滲透機(jī)框架 。2.2.2壓力管路；一般采用PVC-U或不銹鋼材料，耐壓2.6Mpa 2.2.3高壓泵 ；它向膜組件提供平穩(wěn)、不間斷的流量和合適的壓力 。2.2.4電氣、儀表、控制系統(tǒng) 。2.2.5膜組件的排列組合；常用給水串聯(lián)，產(chǎn)品水并聯(lián)的方式 。2.2.6消毒裝置。2.2.1反滲透機(jī)框架2.2.3高壓泵 ；它向膜組件提供平穩(wěn)、不間斷的流量和合適的壓力 。常規(guī)復(fù)合膜需要1.6MPa,對(duì)低壓復(fù)合膜需要1.05MPa。2.2.4電氣、儀表、控制系統(tǒng) 電器控制

13、：動(dòng)力電源一般選用380V三相電源，控制電源選用24V低壓直流電源。RO系統(tǒng)控制包括儀表指示參數(shù)、報(bào)警、高壓泵控制、電磁閥控制、消毒控制等。 顯示儀表顯示儀表有：進(jìn)水、產(chǎn)品水電導(dǎo)率顯示記錄，進(jìn)水、產(chǎn)品水、排水流量指示記錄，進(jìn)水、產(chǎn)品水余氯顯示，進(jìn)水、高壓泵進(jìn)出口、產(chǎn)品水壓力顯示記錄，進(jìn)水溫度、pH值顯示2.2.5膜組件的排列組合濃水 給水產(chǎn)品水 濃水循環(huán)高壓泵RO裝置流量計(jì)流量計(jì)針型閥針型閥雙級(jí)反滲透系統(tǒng) 采用雙級(jí)反滲透系統(tǒng)，第一級(jí)反滲透出水作為第二級(jí)反滲透的進(jìn)水，在一級(jí)系統(tǒng)除鹽率98%的基礎(chǔ)上，第二級(jí)在除去80%鹽類物質(zhì)。二級(jí)RO系統(tǒng)2.2.6反滲透的清洗消毒裝置清洗箱清洗泵反滲透機(jī)保安過濾

14、器反滲透膜高壓泵反滲透主機(jī)和供水管路熱消毒2.3反滲透去除污染物的局限性A 對(duì)化學(xué)污染物去除的局限 反滲透膜的性能：脫鹽率、不能除去溶解性氣體（氯） 反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)：濃水再循環(huán)B 對(duì)微生物污染的去除 理論上：反滲透膜能截流分子量300的有機(jī)物，微生物將被截留。 反滲透去除污染物的局限性反滲透膜可截留分子量大于300的物質(zhì)，細(xì)菌、病毒、內(nèi)毒素均被截留，但事實(shí)上細(xì)菌、內(nèi)毒素卻存在于透析用水中。分析原因有以下可能性：a微生物透過膜材料的微觀缺損。b透過松動(dòng)的O型環(huán)或其它密封材料。c給水或預(yù)處理造成微生物的嚴(yán)重污染。d產(chǎn)品水輸水管路及儲(chǔ)水容器被污染。2.4反滲透系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)行維護(hù)2.4.1嚴(yán)格按使用說明

15、進(jìn)行操作。2.4.2記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)；電導(dǎo)率、產(chǎn)品水量、工作壓力、硬度、余氯。2.4.3定期對(duì)膜清洗、消毒。2.4.4維持合適的系統(tǒng)壓力與回收率。2.4.5防止膜污染。2.4.6產(chǎn)水量、水質(zhì)下降的對(duì)策。2.4.2記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)；電導(dǎo)率、產(chǎn)品水量、工作壓力、硬度、余氯水處理系統(tǒng)維護(hù)檢測(cè)記錄（ 年 月） 項(xiàng)目12345678910111213141516 系統(tǒng)進(jìn)水壓過濾器更換前后軟水器硬度加鹽活性碳游離氯RO進(jìn)水壓工作壓電導(dǎo)度反滲水產(chǎn)水量系統(tǒng)消毒系統(tǒng)運(yùn)行正常簽名備注碳酸鈣垢、金屬氧化物垢用2%檸檬酸溶液，pH值調(diào)到3（氨水）。硫酸鈣垢用2%三聚磷酸鈉溶液， pH值調(diào)到10（硫酸）。消毒劑：醫(yī)院常用過氧乙

16、酸、專用反滲透膜清洗劑。1記錄數(shù)據(jù)2.4.3定期對(duì)膜清洗、消毒。2堿性清洗劑循環(huán)浸泡清洗3酸性清洗液循環(huán)浸泡清洗4消毒劑循環(huán)浸泡清洗6投入使用5反復(fù)清洗檢測(cè)清洗劑殘留OKOKOKOKOK2.4.4維持合適的系統(tǒng)壓力與回收率。反滲透系統(tǒng)回收率提高，產(chǎn)品水質(zhì)降下。水濃縮系數(shù) CF=1/（1-Y） Y=回收率。若回收率為75%時(shí)，則進(jìn)水被濃縮4倍。Y1020304050607075809095CF1.111.251.431.672.002.503.334.005.0010202.4.5防止膜污染。膜污染包括：膜表面上結(jié)垢，金屬氧化物的污染，污堵，膠體污染，微生物污染等。保障預(yù)處理完整良好運(yùn)行?？刂苹?/p>

17、收率，降低濃水中離子濃度。除去結(jié)垢離子。加裝保安過濾器。定時(shí)低壓反沖2.4.6反滲透裝置產(chǎn)水量下降原因和對(duì)策表現(xiàn)：反滲透機(jī)產(chǎn)水量下降10%以上，多臺(tái)透析機(jī)低水壓報(bào)警。1)低壓力運(yùn)轉(zhuǎn)：提高運(yùn)行壓力(1.05MPa)。2)發(fā)生膜組件的壓密：更換膜組件。3)溫度降低：提高水溫。4)在較高的回收率條件下運(yùn)行：降低回收率。5)膜表面污染：清洗膜表面。表現(xiàn)：脫鹽率下降，電導(dǎo)率明顯增高（10%）1）低壓力運(yùn)轉(zhuǎn)：提高運(yùn)行壓力。2）膜組件的破損：更換膜組件。3）密封件泄漏：更換密封件。4）回收率升高：降低回收率。5）給水余氯的濃度過高，膜被氧化：更換活性炭，膜組件。2.4.6反滲透裝置產(chǎn)水質(zhì)量下降原因和對(duì)策2.

18、5反滲透機(jī)出水的檢測(cè)2.5.1 電導(dǎo)率檢測(cè)2.5.2 化學(xué)污染物的檢測(cè)2.5.3 生物污染的檢測(cè)2.5.1透析用水電導(dǎo)率監(jiān)測(cè) 電導(dǎo)為電阻的倒數(shù)L1R LIV 單位為S（西） 式中L為電導(dǎo)，R為電阻，I為電流，V為電壓。電導(dǎo)和導(dǎo)體的截面積成正比，與其長(zhǎng)度成反比，比例系數(shù)稱為電導(dǎo)率Scm （1Scm1000m Scm 1m Scm=1000S cm ）。 電導(dǎo)率能反映透析用水的含鹽量 ，但不能判斷各種離子是否超標(biāo)。如鈉離子3mmol/L時(shí),相當(dāng)于178 mg/L氯化鈉溶液，此時(shí)電導(dǎo)率是360s/cm。純水的電導(dǎo)率應(yīng)為5.510-8Scm-1 =0.055s/cm (25)。電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)能反映反滲透機(jī)的脫鹽率（1-產(chǎn)水電導(dǎo)率/進(jìn)水電導(dǎo)率）。2.5.2化學(xué)污染物的監(jiān)測(cè)應(yīng)將透析用水送到具有國家認(rèn)證的檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，以判斷透析用水化學(xué)物質(zhì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。取樣：應(yīng)在反滲機(jī)的反滲水出口處和管路循環(huán)末端處采樣，容器應(yīng)符合規(guī)定，取樣時(shí)反復(fù)用出水沖洗 。2.5.3 透析用水微生物污染的監(jiān)測(cè) 水中微生物包括藻類、真菌、細(xì)菌、孢子和病毒等，常用細(xì)菌培養(yǎng)的局限性，因培養(yǎng)的條件如溫度、時(shí)間、環(huán)境與實(shí)際情況存在較大差異