血液透析用水系統(tǒng)及水質(zhì)控制1108課件

血液透析用水系統(tǒng)組成

及水質(zhì)控制廣東省人民醫(yī)院腎內(nèi)血液凈化中心李永友透析用水對(duì)透析治療的重要性超過(guò)99.3%透析液是水每個(gè)病人一次透析用120-150L透析液每個(gè)病人一年將用15000-26000L透析液OnlineHF、HDF的置換液由透析液在線產(chǎn)生，對(duì)透析用水和透析液要求極其嚴(yán)格中國(guó)SOP(2010)透析用水允許的化學(xué)污染物最大濃度化學(xué)污染物允許最大的化學(xué)污染物的濃度(mg/L)化學(xué)污染物允許最大的化學(xué)污染物的濃度(mg/L)鈣2(0.1mEq/L)鋁0.01鎂4(0.3mEq/L)砷0.005鈉70(3.0mEq/L)鉛0.005鉀8(0.2mEq/L)銀0.005氟0.2鎘0.001氯（自由態(tài)）0.5鉻0.014氯胺0.1硒0.09硝酸鹽2.0汞0.0002硫酸鹽100.0銻0.006銅0.1鈹0.0004鋇0.1鉈0.002鋅0.1細(xì)菌及內(nèi)毒素標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際ISO(2011)日本JSDT(2008)歐洲EDTA(2002)美國(guó)AAMI(2006)中國(guó)SOP(2010)細(xì)菌數(shù)(CFU/ml)透析用水100100100200200透析液100100100200200超純透析液0.10.10.10.10.1Online置換液10-610-610-610-610-6內(nèi)毒素(EU/ml)透析用水0.250.050.2522透析液0.500.050.2522超純透析液0.030.001(ND*)0.03(ND)0.03(ND)0.03Online置換液0.030.001(ND)0.03(ND)0.03(ND)0.03*ND=Notdetected.Thelowerdetectionlimitsaredifferentaccordingtothemeasuringmethods.透析用水的來(lái)源水處理用水的來(lái)源稱為原水地表水--自來(lái)水;淺井水地下水--井水（深）原水中潛在的污染物不溶性顆粒和纖維如膠體、泥沙、鐵銹、肉眼可見(jiàn)物等化學(xué)污染物自由氯、氯胺鋁、銅、鋅、硝酸鹽、硫酸鹽、氟化物等微生物如細(xì)菌、熱原體、藻類、真菌、芽胞等水處理系統(tǒng)的組成水處理系統(tǒng)包含三個(gè)基本部分:水預(yù)處理系統(tǒng)反滲透系統(tǒng)供水系統(tǒng)自來(lái)水原水去除懸浮物氯、氯胺去除防止膜元件結(jié)垢軟化器介質(zhì)過(guò)濾器活性炭過(guò)濾器預(yù)處理系統(tǒng)水預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)(前)處理系統(tǒng)包含

精密過(guò)濾器壓力泵組介質(zhì)過(guò)濾(砂濾，砂鐵過(guò)濾)軟水器(單罐或雙罐)活性炭(單級(jí)或雙級(jí))精密過(guò)濾器由過(guò)濾器外殼和濾芯組成不同材質(zhì)和精度的濾芯可有效除去以濾芯孔徑為準(zhǔn)的懸浮物、鐵銹等各種微小雜質(zhì)。常見(jiàn)濾芯孔徑有100u、50u、40、20u、10u、5u、1u等檢查過(guò)濾器前后水壓，當(dāng)壓差＞10~15psi(0.7~1.0kg/cm2)時(shí)更換濾芯壓力泵組前級(jí)壓力泵的作用是提高進(jìn)水壓力，克服前處理各級(jí)對(duì)水的阻力，保障反滲機(jī)進(jìn)水壓力與流量。一般由壓力或流量控制。介質(zhì)過(guò)濾器砂濾(雙介質(zhì))內(nèi)部填料是石英砂和無(wú)煙煤砂鐵濾器(多介質(zhì))內(nèi)部填料是石英砂、無(wú)煙煤和錳綠石砂砂鐵濾器可去除水中Fe2+、Mn2+及懸浮的顆粒物質(zhì)當(dāng)進(jìn)出水壓>10PSI時(shí)，進(jìn)行反沖洗，把沉積污垢沖走。介質(zhì)過(guò)濾器運(yùn)作過(guò)程軟水概念及單位軟化：除去水中硬度離子(Ca2+、Mg2+)的過(guò)程稱為軟化。硬度：用度數(shù)表示鈣鎂鹽含量的方法。

ppm：1升水中所含Ca、Mg鹽類相當(dāng)于1mgCaCO3稱1ppm。odH：1升水中所含鈣鎂鹽類相當(dāng)于10mgCaO3（17.8mgCaCO3）稱1odH(德國(guó)度)。GPG(grainpergallon

)：即格令/美加侖，1GPG相當(dāng)于17.1mg/l

（1格令=0.0648克，1美加侖=3.785升，1ft3=28.3L）軟水器特點(diǎn)陽(yáng)離子樹(shù)脂作交換劑。樹(shù)脂中的Na+交換水中Mg2+&Ca2+

2RNa++Ca2+→R2Ca2++2Na+

2RNa++Mg2+→R2Mg2++2Na+樹(shù)脂的交換能力一般為20Kgrain/ft3樹(shù)脂。桶體尺寸由被處理水的硬度和要求的交換能力來(lái)決定。一般采用普通閥門或多路控制閥來(lái)控制。軟水器的再生再生目的使樹(shù)脂上吸附的鈣鎂離子置換下來(lái)，恢復(fù)樹(shù)脂的正常使用

再生特點(diǎn):是軟化的逆過(guò)程?？刂品绞讲捎脮r(shí)間型或流量型或手動(dòng)啟動(dòng)。一般采用順流再生。再生周期與進(jìn)水硬度、用水量等有關(guān)實(shí)際應(yīng)用中用測(cè)定軟水器出水硬度的方法確定軟水器的監(jiān)測(cè)及維護(hù)監(jiān)測(cè)出水硬度<17ppm維護(hù)加鹽，確保再生鹽水為飽和狀態(tài)。硬度滴度測(cè)試（定性）軟水硬水硬度滴度測(cè)試（定量）注入硬水測(cè)定劑的刻度數(shù)即為水的硬度鋁鋇鎘鉻氯氯胺銅氟化物汞有機(jī)物硫酸鹽軟水器鈣鎂軟水器效果圖活性炭濾器水通過(guò)活性炭過(guò)濾器的過(guò)程類似雙介質(zhì)過(guò)濾器.活性炭所能去除物質(zhì):余氯、氯胺(余氯對(duì)反滲透膜造成不可恢復(fù)的損害)低分子量有機(jī)物顏色和氣味三氯甲烷(THM)氯和活性炭(C)的反應(yīng):

Cl2+H2O→HCl+HOCl(1)

C+2Cl2+2H2O→4HCl+CO2(2)活性炭濾器空床接觸時(shí)間指利用活性炭去除余氯或氯胺時(shí)，水流過(guò)濾器內(nèi)活性炭的時(shí)間

EBCT=V/QV--活性炭的體積（立方英尺）

Q--水流量（立方英尺/分鐘）

EBCT--空床接觸時(shí)間（分鐘）去余氯EBCT至少6分鐘去氯胺EBCT至少10分鐘活性炭的多孔結(jié)構(gòu)以及其吸附有營(yíng)養(yǎng)的有機(jī)物，提供了細(xì)菌繁殖的環(huán)境?；钚蕴繛V器的反洗洗去部分吸附物防止隧道效應(yīng)余氯檢測(cè)通過(guò)余氯檢測(cè)確定活性炭是否有效標(biāo)準(zhǔn)：自由氯<0.5mg/l,氯胺<0.1mg/l有機(jī)物氯氯胺鋁鋇鎘鉻銅氟化物汞硫酸鹽鋅活性炭濾器活性炭濾器效果圖前處理作用及要求水經(jīng)預(yù)處理可除去水中較大顆粒、鐵離子、鈣鎂離子、余氯、氯氨和部分有機(jī)物。保障后級(jí)反滲透膜長(zhǎng)期、高效、安全使用。前處理必須能去除能透過(guò)反滲膜或?qū)Ψ礉B膜造成堵塞及毀壞的物質(zhì)。前處理的設(shè)計(jì)出水流量應(yīng)該是反滲機(jī)產(chǎn)水量的2.5倍以上反滲透（RO）系統(tǒng)反滲透系統(tǒng)是水處理的核心反滲透系統(tǒng)之所以在透析用水中得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗苡行У厝コ扇軣o(wú)機(jī)物、細(xì)菌、內(nèi)毒素、病毒、大于200D的有機(jī)物反滲透是膜法分離的一種。反滲透原理即在濃溶液側(cè)施加操作壓力以克服自然滲透壓，水分子滲透的流動(dòng)方向就會(huì)逆轉(zhuǎn)RO膜的分類按膜的材質(zhì)分類醋酸纖維素膜芳香族聚酰胺膜

按膜的結(jié)構(gòu)分類非對(duì)稱膜為同一種材質(zhì)，制作成致密的表皮層和多孔支持層復(fù)合膜為不同材質(zhì)制成的幾層膜的復(fù)合體按膜加工外形分類卷式、板框式和管式RO膜的結(jié)構(gòu)RO膜的透過(guò)機(jī)理

有多種模型優(yōu)先吸附-毛細(xì)孔流理論溶液擴(kuò)散理論干閉濕開(kāi)模型RO膜的理想化孔徑卷式ＲＯ膜解剖圖Producttube集水管Feedwater原水Brineseal密封件Permeate滲透液Concentrate濃縮液ReverseOsmosismembraneRO膜Permeatecarrier滲透液流向Feedwater原水Tricot導(dǎo)布Meshspacer導(dǎo)網(wǎng)RO膜性能的主要指標(biāo)1、脫鹽率和透鹽率脫鹽率—通過(guò)RO膜從系統(tǒng)進(jìn)水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。脫鹽率=（1–產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量）×100%透鹽率—進(jìn)水中可溶性雜質(zhì)透過(guò)膜的百分比。透鹽率=100%–脫鹽率膜元件的脫脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時(shí)產(chǎn)水量越低。反滲透對(duì)不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定對(duì)高價(jià)離子及復(fù)雜單價(jià)離子的脫鹽率可以超過(guò)99%對(duì)單價(jià)離子如：Na+、K+、Cl+的脫鹽率稍低，但也超過(guò)了98%對(duì)分子量大于100的有機(jī)物脫除率也可過(guò)到98%對(duì)分子量小于100的有機(jī)物脫除率較低反滲透膜對(duì)正離子的脫鹽率

反滲透膜對(duì)負(fù)離子的脫鹽率

反滲透膜對(duì)其他物質(zhì)的脫除率

RO膜性能的主要指標(biāo)2、

產(chǎn)水量（水通量）產(chǎn)水量—指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)能，即單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)膜水量，通常用噸/小時(shí)來(lái)表示。滲透流率—指單位膜面積上透過(guò)液的流率，通常用加侖每平方英尺每天（GFD）表示。過(guò)高的滲透流率將導(dǎo)致垂直于膜表面的水流速加快，加劇膜污染。RO膜性能的主要指標(biāo)3、

回收率回收率——指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水（或透過(guò)液）的百分比。回收率=（產(chǎn)水流量/進(jìn)水流量）×100%RO膜回收率一般≤15%RO機(jī)的組成RO膜組件高壓泵電器控制部分各種閥門、傳感器、管路等反滲透膜分離層反滲透膜支撐層淡水濃水進(jìn)水Cavg高壓泵模擬反滲透機(jī)提高系統(tǒng)回收率的方法：增加濃水回流泵進(jìn)水濃水淡水0.15m3/h最小流量=300gph0.85m3/h1.0m3/h泵進(jìn)水回流濃水淡水0.15m3/h0.15m3/h0.3m3/h1.0m3/h最小流量=300gph回收率:15%

回收率:50%

RO膜回收率與系統(tǒng)回收率濃水回流提高了系統(tǒng)回收率；膜元件回收率仍然維持15%，符合設(shè)計(jì)要求；濃差極化得到了有效控制；沖洗流速得到保證；Cfeed(1-RECOVERY)=

CconcCfeed=1ppm回收率與溶液濃縮倍數(shù)影響RO系統(tǒng)性能的因素

1、反滲透膜特性2、進(jìn)水壓力的影響進(jìn)水壓力本身并不會(huì)影響鹽透過(guò)量，但是進(jìn)水壓力升高使得產(chǎn)水量加大，RO膜的回收率會(huì)升高，加大了濃差極化，易導(dǎo)致RO膜堵塞3、進(jìn)水溫度的影響反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對(duì)水溫的變化十分敏感，水通量隨著水溫的增加線性的增加，進(jìn)水水溫每升高1℃，產(chǎn)水量就上升2.5%-3.0%；（以25℃為標(biāo)準(zhǔn)）4、進(jìn)水PH值的影響進(jìn)水PH值對(duì)產(chǎn)水量幾乎沒(méi)有影響，面對(duì)脫鹽率有較大影響。反滲膜可容忍

pH

2-11，PH值在7.5-8.5之間，脫鹽率達(dá)到最高。5、進(jìn)水鹽濃度的影響滲透壓是水中所含鹽分或有機(jī)物濃度的函數(shù)，進(jìn)水含鹽量越高，濃度差也越大，從而導(dǎo)致脫鹽率下降。反滲透膜的污染污染可由以下過(guò)程引起：無(wú)機(jī)物的沉積（結(jié)垢）；

碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶、氟化鈣、硅化物有機(jī)物分子的吸附（有機(jī)污染）；金屬氧化物積垢（鐵、錳、鋁等金屬之氫氧化物）顆粒物的沉積（膠體污染、懸浮固體物）；微生物的粘附及生長(zhǎng)（生物污染）。在RO運(yùn)行中，所有上述過(guò)程都將使透過(guò)性能下降。不同類型的污染常常同時(shí)發(fā)生，并相互影響。生物污染的控制和預(yù)防

以下是一些可能增加生物污染危險(xiǎn)的因素：①設(shè)計(jì)：伸展的管道系統(tǒng)，光線的射入，死端，龜裂，帶有死區(qū)的附件，未消毒的貯槽等。②進(jìn)水特性：高溫（＞25oC），大量的有機(jī)及無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物，大量的細(xì)菌（＞104CFU/mL），高SDI等。③操作特性：不經(jīng)常監(jiān)控操作性能，較低的錯(cuò)流流速，長(zhǎng)貯存周期等。生物污染的控制和預(yù)防加強(qiáng)預(yù)處理有效的預(yù)處理可降低膜的堵塞，減少膜的清洗。使用抗污染膜控制生物污染的最新手段，對(duì)膜表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，能抑制微生物的附著生物污染物的消毒處理在許多情況下，引起問(wèn)題的是生物薄膜的存在，無(wú)活性的生物薄膜可繼續(xù)引起生物污染作用。因此，去除生物薄膜才是有效清除毒害的關(guān)鍵所在。此外，死端、角落和縫隙都可以帶有生物薄膜，而這些地方是殺生劑不易到達(dá)的。頻繁地和定期地清洗RO膜或許是最好的方法。膜的使用壽命膜的使用壽命取決于膜的化學(xué)穩(wěn)定性、元件的物理穩(wěn)定性、可清洗性、進(jìn)水水源、預(yù)處理、清洗頻率、操作管理水平等。根據(jù)經(jīng)濟(jì)分析通常為5年以上。水處理系統(tǒng)的附件尚有多種附件:(a)細(xì)菌控制器材，如紫外線照射器，臭氧產(chǎn)生器與熱水消毒系統(tǒng)等，可使系統(tǒng)中的細(xì)菌增值降至最低；(b)添加化學(xué)品的化學(xué)品注入系統(tǒng)，如添加酸以調(diào)整pH值；(c)管路系統(tǒng)、調(diào)節(jié)閥與防止倒流器等。供水系統(tǒng)直接供水示意圖供水系統(tǒng)間接供水示意圖透析用水質(zhì)量控制微生物介質(zhì)過(guò)濾器軟水器活性炭反滲機(jī)供水系統(tǒng)透析用水處理過(guò)程與微生物供水系統(tǒng)細(xì)菌在反滲膜濃水側(cè)表面生長(zhǎng)細(xì)菌在反滲膜純水側(cè)生長(zhǎng)

美國(guó)AAMI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水處理及透析液管理要求美國(guó)AAMI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水處理及透析液管理要求美國(guó)AAMI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水處理系統(tǒng)管理的要求

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)內(nèi)容監(jiān)測(cè)頻率干預(yù)指標(biāo)透析液細(xì)菌和內(nèi)毒素每月細(xì)菌＜50CFU/ml內(nèi)毒素＜1EU/ml供水管路細(xì)菌和內(nèi)毒素每月(供水管路末端)細(xì)菌＜50CFU/ml內(nèi)毒素＜1EU/ml水箱(如果有)細(xì)菌和內(nèi)毒素每周細(xì)菌＜50CFU/ml內(nèi)毒素＜1EU/ml反滲機(jī)產(chǎn)水率，電導(dǎo)率每天基于產(chǎn)品廠家參數(shù)和用水要求活性炭罐檢查軟水中的游離氯每天例如TFC膜Cl-＜0.1mg/L樹(shù)脂罐檢查軟水中的硬度每天，工作結(jié)束后硬度＜1Grain/Gal=17.2PPM監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)定頻率允許范圍透析液及反滲水細(xì)菌1次/月透析液<200cfu/ml反滲水<200cfu/ml反滲機(jī)電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)1次/日基于廠家參數(shù)，一般應(yīng)<50μs/cm2透析液及反滲水內(nèi)毒素1次/3月透析液<2EU/ml反滲水<2EU/ml化學(xué)污染物1次/年SOP范圍軟水硬度及游離氯1次/周硬度<17ppm自由氯<0.5ppm中國(guó)SOP(2010)透析液及水質(zhì)監(jiān)控水質(zhì)監(jiān)控項(xiàng)目及措施精密過(guò)濾器前后壓差>10~15PSI時(shí)更換濾芯介質(zhì)過(guò)濾器前后壓差>10~15PSI，手動(dòng)或自動(dòng)反沖洗，一般3-6次/周軟水器出水硬度<1GPG(17.2ppm)手動(dòng)或自動(dòng)再生，一般1-6次/周，樹(shù)脂失效后進(jìn)行更換活性炭出水要求：余氯<0.5mg/L，氯胺<0.1mg/L1-3次/周，手動(dòng)或自動(dòng)反沖洗；活性炭失效后進(jìn)行更換反滲機(jī)及供水管路供水管路末端，細(xì)菌<200cfu/ml,內(nèi)毒素<2EU/ml定期進(jìn)行系統(tǒng)清洗和消毒；定期更換保安濾芯、反滲膜水處理系統(tǒng)常規(guī)消毒方法化學(xué)消毒：消毒劑常用過(guò)氧乙酸(0.1~0.2%)，或廠家提供的以及商品化專業(yè)膜消毒液(按說(shuō)明書使用)注意消毒劑的種類、濃度、適用范圍以及使用方法物理消毒：常見(jiàn)高溫、紫外線、臭氧等方法注意各種方法的適用范圍以及使用方法水處理系統(tǒng)常規(guī)消毒反滲機(jī)的消毒反滲水供水系統(tǒng)的消毒反滲機(jī)與供水管路聯(lián)合消毒反滲機(jī)與供水管路與透析機(jī)聯(lián)合消毒反滲機(jī)的消毒定期消毒，消毒頻率由水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果和廠家要求決定（中國(guó)SOP2010)系統(tǒng)連續(xù)停超過(guò)48小時(shí)要求消毒定期除鈣(在消毒前進(jìn)行)，使用2%檸檬酸溶液除鈣，要求溶液2.0<PH<11.0(可用氨水或鹽酸來(lái)調(diào)節(jié)PH值)某些反滲機(jī)具備熱消毒功能消毒劑常用過(guò)氧乙酸(0.1~0.2%)，或廠家提供的及商品化專業(yè)膜消毒液反滲機(jī)的消毒外接式消毒器具式示意圖需外接消毒器具手動(dòng)操作自帶消毒系統(tǒng)式進(jìn)消毒模式后按提示操作反滲水供水系統(tǒng)的消毒直接供水系統(tǒng)消毒與反滲機(jī)聯(lián)合消毒供水管路單獨(dú)熱消毒間接供水系統(tǒng)消毒可單獨(dú)消毒可用消毒劑范圍更廣供水系統(tǒng)化學(xué)消毒專用設(shè)備供水系統(tǒng)熱消毒(內(nèi)置水箱式)供水系統(tǒng)熱消毒(外置水箱式)反滲機(jī)與供水管路與透析機(jī)聯(lián)合消毒消毒劑常用過(guò)氧乙酸(0.1-0.2%)，或廠家提供的及商品化專業(yè)膜消毒液消毒時(shí)每一臺(tái)血透機(jī)都進(jìn)行一定時(shí)間的水洗，確保消毒液進(jìn)入到最終支路為節(jié)省消毒液，在確定消毒液達(dá)到每臺(tái)血透機(jī)后關(guān)閉血透機(jī)沖洗消毒液時(shí)，先沖洗好主管路，再打開(kāi)血透機(jī)進(jìn)行水洗有效濃度和殘余濃度檢測(cè)應(yīng)該覆蓋各個(gè)部位，包括透析機(jī)的排水口勞爾RO機(jī)與供水管路聯(lián)合熱消毒水處理系統(tǒng)其他消毒方法紫外線