15 透析用水处理系统(质控课件) 宋伟

1.1.3除铁装置
水中的铁能使交换树脂失效，污染反渗透膜 。 除铁常用锰砂过滤法，天然锰砂的主要成分是
MnO2 。 铁离子与锰砂接触即可将Fe2+氧化成Fe3+ ，
生成的Fe3+立即水解生成絮状氢氧化铁沉淀 ， Fe(OH)3沉淀物经锰砂过滤后被除去 。
Fe3+OH-=Fe(OH)3 ↓
2.1.3反渗透原理
渗透作用是水分子从低浓度溶液经半透膜到高浓度溶液的现 象。
在高浓度溶液一侧用辅助加压则可使水分子从高浓度溶液经
半透膜跑到低浓度溶液一侧，这便是反渗透。
外加
渗
压力
透
压
浓溶 稀溶
液
液
半透 膜A
浓溶 稀溶
液
液
半透 膜B
浓溶 稀溶
液
液
半透 膜C
2.1.4膜的结构
分离机能层 (0.2 μm)
4 消毒剂循环浸泡
清洗
碳酸钙垢、金属氧化物垢用2%柠檬 OK 5
酸溶液，pH值调到3（氨水）。 反复清洗
检测清洗剂残留
硫酸钙垢用2%三聚磷酸钠溶液，
OK
pH值调到10（硫酸）。 消毒剂：医院常用过氧乙酸、
6 投入使用
专用反渗透膜清洗剂。
2.4.4维持合适的系统压力与回收率。
反渗透系统回收率提高，产品水质降下。 水浓缩系数 CF=1/（1-Y） Y=回收率。 若回收率为75%时，则进水被浓缩4倍。
透析用反渗透水处理系统流程图
全 自 动 砂 滤 罐
全 自 动 软 化
活 性 炭 罐
罐
反渗透 膜组件
保安过 滤器
高压泵
透析机 透析机 透析机
1.1水的预处理包括
预处理作用:水质达到反渗透膜进水水质的要求
1.1.1前级加压泵；维持系统压力。 1.1.2机械过滤；除去不溶颗粒物。 1.1.3除铁装置；除去水中的铁离子。 1.1.4软化装置；除去水的钙镁离子。 1.15活性炭装置；吸附水中的有机物，致
活性炭罐出水残余氯监测
每天透析治疗前 进行监测
发现第一个罐 出 水超标时应及时 反冲或更换活性 炭
第二个罐出水超 标必须立即处理
余氯监测仪
余氯试剂，（托立丁) 遇氯显黄色，色度与氯 含量有关
2反渗透系统
2.1反渗透组件
2.1.1分离膜的种类 2.1.2反渗透的脱盐率与回收率 2.1.3反渗透原理 2.1.4反渗透膜的结构 2.1.5膜元件的性能、参数及影响因素 2.1.6膜的特性 2.1.7膜的透过机理
• 反渗透膜可截留分子量大于300的物质， 细菌、病毒、内毒素均被截留，但事实 上细菌、内毒素却存在于透析用水中。 分析原因有以下可能性：a微生物透过膜 材料的微观缺损。b透过松动的O型环或 其它密封材料。c给水或预处理造成微生 物的严重污染。d产品水输水管路及储水 容器被污染。
2.4反渗透系统常规运行维护
每天一次。 软化水总硬度： AAMI推荐<1GPG （或17.2PPM）
软水试剂监测树脂罐出水硬度
显色剂主要成分，铬黑 T
铬黑T与钙、镁络合后 显红色
残余氯
残余氯有较强的氧化性，如和血液接触将导致溶 血、血细胞数量下降等严重后果。
残余氯对膜有侵蚀作用 。 残余氯 指测量时，水中化合氯与游离氯的总和 。 化合氯 指一种或多种氯胺化合物，它是由氯和存 在于水中的氨的化合物反应而生成的 。 游离氯 指水溶性分子氯、次氯酸或次氯酸根。 有效氯 指氯化剂所含的氯中可起氧化作用的比例 。
钢材料，耐压＞2.6Mpa 2.2.3高压泵 ；它向膜组件提供平稳、不
间断的流量和合适的压力 。 2.2.4电气、仪表、控制系统 。 2.2.5膜组件的排列组合；常用给水串联，
产品水并联的方式 。 2.2.6消毒装置。
2.2.1反渗透机框架
2.2.3高压泵 ；
它向膜组件提供平稳、 不间断的流量和合适 的压力 。常规复合 膜需要1.6MPa,对低 压复合膜需要 1.05MPa。
这些因素又受下列条件制约；第一，给水特性， 如温度、溶解物和固形物等；第二，膜本身的 特性，如膜的材料、结构等；第三，运行条件， 如压力、回收率等 。
2.1.6膜的特性
膜的方向性，只有反渗透膜的致密层与 给水接触，才能达到脱盐效果 。
离子透过膜的规律，一般来说，1价离子 透过率大于2价、2价大于3价 。
热 源，除去来水中残余氯等。
1.1.1前级加压泵及压力罐
加压泵提供水压、水的 流量
压力罐缓冲作用，防止 震动和水流快速流过 管道，维持水流量
1.1.2机械过滤
采用石英砂或滤芯作机械过滤 石英砂过滤：1砂床是由大到小的石英砂 排列组成 2可除去直径大于25μm颗粒 物 3 定期反冲，清除滤料中截流的杂质， 一般每周两次 滤芯过滤：将滤芯装入滤桶内，可除去 大于滤芯孔径的杂质。 定期更换，一般每月一次。
透析用水处理系统
北京友谊医院 透析中心 宋伟
血液透析用反渗透水处理系统 的基本要求
1 水处理系统的产水水质必须符合透析用 水国家医药行业标准的要求（化学污染、 生物污染）。
2 产水量满足透析用水的需求（透析机、 透析器复用用水）。
3 操作简单，使用故障率低。 4 必要的清洗消毒装置。
北京市血液透析质控中心对透析用水水质要求
流量型控制器 时间型控制器
控制器
树脂罐的再生周期
一般情况下进水总硬度、钠型阳树脂的体积与交换容量 改变量较少，根据用水量可确定再生周期，实际应用中 用测定软水器出水硬度的方法来确定再生周期。
例：晚间对软水器进行再生，第二天早晨，水处理机启 动30min后测定软水器出水硬度，如不合格说明再生无 效或树脂失效需重新再生或更换树脂，如合格，正常使 用，一天透析治疗、透析机清洗消毒结束后再次测定软 水器出水硬度，如不合格说明现树脂不能保障一天的透 析治疗用水量，应更换树脂或增加树脂量，如合格第三 天透析治疗、透析机清洗消毒结束后用同样的方法测定 软水器出水硬度，如不合格就应每天对软水器进行再生， 如合格第四天同时、同样测定软水器的硬度，至测定到 N天不合格，软水器再生周期定为N-2天（N＞2）。
氯与活性炭的反应可如下式: C+2Cl2+2H2O→4HCl+CO2
活性炭罐技术要求
1) 保障水与活性炭的接触 时间大于10分钟。
2)采用双罐结构。选用硬 质果壳炭。
3) 定期反冲，建议每周2 次。
4)保障控制器工作正常， 供电、时间调整。
5) 监测活性炭罐出水残余 氯，每天源自次。1.2预处理的维护与检测
K+＞Na+ ＞Ca2+＞Fe3+
2.1.7膜的透过机理
膜去除有机物是建立在筛网机理基础上 的 。分子量大于300的物质被截流。
膜有高的脱盐率是由于半透膜对离子有 排斥作用 。 膜表面对水分子有选择吸附作用。
2.2反渗透机的组成
2.2.1反渗透机框架 。 2.2.2压力管路；一般采用PVC-U或不锈
2.4.1严格按使用说明进行操作。 2.4.2记录运行数据；电导率、产品水量、
工作压力、硬度、余氯。 2.4.3定期对膜清洗、消毒。 2.4.4维持合适的系统压力与回收率。 2.4.5防止膜污染。 2.4.6产水量、水质下降的对策。
2.4.2记录运行数据；电导率、产品水 量、工作压力、硬度、余氯
水处理系统维护检测记录（ 年 月）
如果超过活性炭的吸附能力， 有机物将漏掉进入水中。
活性炭再生困难，一般要定期 更换。
活性炭除氯
活性炭除氯不是单纯的物理吸附，而是 在其表面发生催化作用。 Cl2+H2O←→HCl+HClO HClO→HCl+〔O〕 原子氧与碳原子由吸附状态迅速地转变 成化合状态： C+2〔O〕→CO2↑
保障树脂充分再生
1）使用粗盐或再生专 用盐。
2）吸盐口在盐缸底部， 保障吸入足量的饱和 盐水。
3）及时补充再生用盐， 保证盐缸内有足够的 未溶解盐。
4）观察盐缸补水情况 及控制器工作情况。
1.1.5活性炭吸附
活性炭有非常多的微孔和巨大 的表面积，因而具有很强的物 理吸附能力 。
水中的有机物、致热源、残余 氯、色素等用活性炭可除去 。
2.2.5膜组件的排列组合
给水 高压泵
产品水 流量计
针型阀
RO装置
浓水循环
针型阀 浓 水 流量计
双级反渗透系统
采用双级反渗透系统，第一级反渗 透出水作为第二级反渗透的进水， 在一级系统除盐率98%的基础上， 第二级在除去80%盐类物质。
二级RO系统
2.2.6反渗透的清洗消毒装置
清洗箱 清洗泵
项目
系统进水压 过滤器更换
软水器 活性碳
RO
反渗水产水量 系统消毒
系统运行正常 签名
前 后 硬度 加盐 游离氯 进水压 工作压 电导度
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
14
15
16
2.4.3定期对膜清洗、消毒。
1 记录数据
2
3
OK 碱性清洗剂循环 OK 酸性清洗液循环 OK
浸泡清洗
浸泡清洗
每天检查活性炭罐出水残余氯量，评定 活性炭罐的情况。
定期反冲砂滤、活性炭罐。一般每周两 次，目的：冲去截流物质、松动滤料。
每天检查树脂罐出水硬度。补充氯化钠， 观察吸盐情况。根据用水量，定期对树 脂进行再生。
观察各自动控制器工作情况。
砂滤罐、活性炭罐的工作与反冲
软化罐出水硬度检测
根据情况定时进行反清洗除去沉淀物。
1.1.4水软化装置
除去水中钙、 镁离子的过程 称为软化 。
交换剂是钠型阳离子交换树 脂。
水中的硬度成分钙离子、镁 离子与交换剂中钠离子进行 交换 。
交换达到一定值时交换剂失 效。为恢复交换能力可用再 生液对其进行再生，常用的 再生液为饱和氯化钠溶液 。
污染物 钙 镁 钠 钾 氟
氯（自由态） 氯胺
硝酸盐 硫酸盐 铜、钡、锌
铝 砷、铅、银
镉 铬 硒 汞
允许的最大化学污染物的浓度（mg/L） 2(0.1mEq/L) 4(0.3mEq/L) 70(3.0mEq/L) 8(0.2mEq/L) 0.2 0.5 0.1 2.0 100.0 每种0.1 0.01 每种0.005 0.001 0.014 0.09 0.0002
2.2.4电气、仪表、控制系统
电器控制：动力电源 一般选用380V三相 电源，控制电源选用 24V低压直流电源。 RO系统控制包括仪 表指示参数、报警、 高压泵控制、电磁阀 控制、消毒控制等。
显示仪表
显示仪表有：进水、产 品水电导率显示记录， 进水、产品水、排水 流量指示记录，进水、 产品水余氯显示，进 水、高压泵进出口、 产品水压力显示记录， 进水温度、pH值显 示
血液透析用水的微生物污染控制要求
细菌计数（CFU/mL） 内毒素（IU/mL）
国家医药行业标准 (YYO572_2005)
卫生部血液净化标 准操作规程 （2010）
＜100 ＜200
输出端＜1 输送点＜5
＜2
美国AAMI标准 （2008）
＜200（50）
＜2（1）
透析用反渗透水处理
反渗透供水系统 1 水的预处理 1.1预处理的组成及作用 1.2 预处理的维护与检测 2 反渗透部分 2.1反渗透膜组件 2.2反渗透机的组成 2.3反渗透去除污染物的局限性 2.4反渗透系统运行维护 2.5反渗透机出水的检测 3 透析用水的供给
反渗透膜
保安过 高压泵 滤器
反渗透机
反渗透主机和供水管路热消毒
2.3反渗透去除污染物的局限性
A 对化学污染物去除的局限 反渗透膜的性能：脱盐率、不能除去溶 解性气体（氯） 反渗透系统设计：浓水再循环
B 对微生物污染的去除 理论上：反渗透膜能截流分子量300的 有机物，微生物将被截留。
反渗透去除污染物的局限性
目前膜的构型主要有平板式、管式、 卷式和中空纤维式 。
膜有醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜 和复合膜等 。
复合膜有三层组成，它们是：最上 层的超薄脱盐层、中间是多孔聚砜 内夹层、下面是聚酯支撑网层，脱 盐层厚度为0.2μm 。
卷式反渗透
2.1.5膜元件的性能、参数及影响因素
反渗透膜的性能由三个因素表述 ： ①产品水 流量；②脱盐率；③运行稳定性 。
2.1.1分离膜的种类
2.1.2反渗透系统的脱盐率和回收率
A：溶质平衡公式：给水溶质含量等于产品水和浓水 溶质含量之和。 给水溶质含量=产水溶质含量+浓水溶质含量 反渗透膜的脱盐率：浓水的含盐量/进水的含盐量 （99%） 反渗透系统脱盐率：反渗透膜排列、组合有关 （98%）
B：流量平衡公式：给水流量等于产水量和浓水流量 之和。 给水量=产水量+排水量 反渗透膜的回收率：产水量/进水量 ，单只膜回收 率小于18% 反渗透系统回收率：一般控制在60-75%