水处理系统的监测与维护-专业的血透,血液净化,工程论坛

水处理系统的监测与维护第二军医大学附属长征医院肾内科血液净化中心张斌2021概述概述透析用水在量以及质方面与日常的饮用水差异巨大。普通人每周饮用水仅约14升，饮用水在进入血液之前要经过胃肠道屏障的保护作用;常规血液透析患者每周约接触透析用水360升，但对于血液透析治疗模式〔HD〕来说，水与血液的接触只是通过半透膜来实现，对于小于500道尔顿的物质没有选择性。随着血液净化技术的开展以及对患者体内有害物质去除要求的提高，治疗模式不单单停留在血液透析上。血液透析滤过〔HDF〕、高通量透析等治疗模式越来越多的应用于临床治疗。高通量透析器在显著提高中、大分子溶质的去除效能的同时，也增加了透析用水内的有害物质接触病人血液的时机。在线HDF模式每次治疗除了接触透析用水120升，更有12～28L的透析用水直接进入病人血液内。概述健康的人-14

L/week每周治疗数目:3治疗时间:4hrs透析液的流速病人和水的接触概述目

录水处理的目的水处理系统的布局及要求水处理的方法水处理系统的日常监测与保养水处理系统的消毒水处理的目的去除所有对人体有害、影响透析液电解质浓度和对透析机造成损害的物质，是水处理系统的目的。水中的污染物主要包括悬浮于水中的颗粒、溶解于水中的无机和有机物质以及细菌产物可通过半透膜进入患者体内，引起中毒病症。水污染物对人体的毒性作用污染物产生血液透析毒性最低浓度(mg/L)对人体的毒性作用铝0.06小细胞性贫血、脑病、痴呆、骨病钙、镁88恶心、呕吐、头痛、虚弱、高血压铜0.49恶心、头痛、溶血、贫血、肝炎锌0.2贫血、恶心、呕吐、发热钠300高血压、肺水肿、口渴、头痛、昏迷、昏乱氯胺0.25溶血、贫血、甲基血红蛋白血症氟1.0骨软化硝酸盐21恶心、低血压、溶血、发绀、甲基血红蛋白血症硫酸根200恶心、呕吐、酸中毒微生物致热源200cfu/ml恶心、呕吐、发热、低血压、休克内毒素5EU/kg透析相关淀粉样变性水中污染物的毒副作用及去除方法物质毒副作用去除方法游离氯、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、反渗膜寿命降低超滤器、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、肾和神经损害氯化滤过器、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装置碳酸盐肠胃损害去离子装置、RO装置硝酸盐高铁血红蛋白症去离子装置、RO装置水处理的方法沉淀物过滤器水源中悬浮粒子如淤泥/胶质可引起混浊，水源中的污垢也可以包覆活性炭、软水树脂和反渗膜使其性能下降甚致失效。砂滤是沉淀物过滤器的一种，去除水中的杂质及悬浮于水中的胶体物质。一般使用在前级，价格廉价，能除去90%～98%的不溶性颗粒，直径约～10μm〔20μm以下〕，保护下游设备的平安。锰砂除铁的原理天然锰砂的主要成分是二氧化锰(MnO2),它是二价铁氧化成三价铁良好的催化剂4MnO2+3O2=2Mn2O7Mn2O7+6Fe2++3H2O=2MnO2+6Fe3++6OH-生成的Fe3+立即被水解成絮状氢氧化铁沉淀Fe3++3OH-=Fe(OH)3沉淀物被锰砂滤层后去除,所以锰砂起着催化和过滤的双重作用.Fe(III)Fe(II)FerroB活性炭过滤器主要吸附水中的可溶性有机物、活性氯和氯胺、致热源、色素等。游离氯和氯胺及局部分子量小于200～300道尔顿的非离子有机溶解物，必须通过活性炭吸附，反渗膜无法去除。活性炭可能释放出微粒子，在其下游一定要安装微量过滤器，防止对下游设备的堵塞和对反渗膜的破坏。活性炭ClClClClClOrganicCompoundClCl活性炭的外表呈颗粒状，内部是多孔的，孔内有许多约10纳米～1埃大小的毛细管，1克活性炭内部外表积高达700～1400平方米，而这些毛细管内外表及颗粒外表就是吸附作用的功能区域。活性炭吸附能力与活性炭本身的面积，孔径大小等有关，当吸附能力到达饱和之后，吸附过多的杂质就会脱落下来污染下游的水质，所以必须定时反冲活性炭罐和更新活性炭填料。树脂软化器为了防止透析用水中过高浓度的钙、镁离子而引发的“硬水综合症〞，同时防止在下游设备中因碳酸钙生成，堵塞反渗膜和其他设备，我们需要通过钠型阳离子交换树脂来除去钙、镁、铁、锰等离子，降低水的硬度。值得注意的是，软化后水中总离子含量不变〔电导度不变〕，只是改变了相对离子的浓度。软化原理

软水器中装有千百万颗微细的树脂颗粒，所有颗粒都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时，这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。当含有钙、镁离子的水经过树脂罐时，钙、镁离子与树脂接触，从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后，钙、镁离子就被吸附在软水器内的树脂上，流出的水被软化了。软水树脂的再生

软水器树脂的再生是用氯化钠和水的饱和溶液进行的。在再生的过程中，饱和盐水溶液流经树脂，与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强，但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子，有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样，当钙、镁离子被取代交换后，树脂就再生了，便为下一次软化工作做好了准备。如此循环往复。无碘颗粒状专用软水再生盐饼反渗透膜反渗膜是一种半透膜，可以阻挡分子量大于300道尔顿的溶解性无机物、有机物、细菌、内毒素、病毒和颗粒，可以排除92%～95%的单价离子和95%～99%的双价离子。反渗透装置是水处理系统的最后屏障，是各种水处理系统不可缺少的核心部件。为到达超纯透析液的用水要求，可通过二次反渗透处理产生。反渗透膜的卷式结构反渗系统—核心高压18Bar

反渗膜纯水(反渗水)浓水(废水)可溶解盐排斥率>95%细菌和内毒素排斥率

>99%反渗透膜别离滤过特性指标脱盐率〔1-产品水中总溶解固形物浓度/给水中总溶解固形物浓度〕*100%≈〔1-产品水电导/给水电导〕*100%回收率〔总产水流量/总给水流量〕*100%

产水量

指单位面积的膜在单位时间内的产水量影响出水量、脱盐率的因素

温度提高给水温度而其他运行参数不变，温度增高产水量和透盐率均增高一般水温每升高1摄氏度，产水量增加2%-3%，但膜渗透系数也增加。

压力

给水压力升高，膜的透水量增大，但不影响盐的透过量

回收率增大产品回收率，膜的透水量下降，浓水盐浓度增大，渗透压增大，在给水压力

不变的情况下，故透水量减小，同时浓水盐浓度升高，故透盐量增大。慎重

进水含盐量给水含盐量高，产品水的水量和脱盐量均下降浓差极化现象

由于浓差极化现象增大了膜两侧的渗透压，在同等工作压力作用下，系统的纯驱动压减小，与纯驱动压成正比的水通量将下降。与此同时，由于浓差极化现象增大了膜两侧的盐浓度差，与盐浓度差成正比的盐通量将上升。因此，浓差极化现象将使反渗透系统的水通量下降及透盐率上升。图示血液透析用水允许的化学污染物的最大浓度污染物AAMI标准允许最大的化学污染物的浓度(mg/L)YY0572-2005最大允许量（mg/L)钙2(0.1mEq/L)2（0.05mmol/l）镁4(0.3mEq/L)4（0.16mmol/l）钠70(3.0mEq/L)70（2.8mmol/l）钾8(0.2mEq/L)8（0.2mmol/l）氟0.20.2氯（自由态）0.50.5氯胺0.10.1硝酸盐2.02.0硫酸盐100.0100铜0.10.1钡0.10.1锌0.10.1污染物AAMI标准允许最大的化学污染物的浓度(mg/L)YY0572-2005最大允许量（mg/L)铝0.010.01砷0.0050.005铅0.0050.005银0.0050.005镉0.0010.001铬0.0140.014硒0.090.09汞0.00020.0002锑0.006铍0.0004铊0.002血液透析用水允许的化学污染物的最大浓度水处理系统布局及要求水处理系统布局及要求水路要求123电路要求场地要求场地位置场地承重场地布局场地面积设备通道附属设施场地要求场地面积1.水处理间面积应为水处理装置占地面积的1.5倍以上；地面承重应符合设备要求；地面应进行防水处理并设置地漏。2.水处理间应维持适宜的室温，并有良好的隔音和通风条件。水处理设备应防止日光直射，放置处应有水槽。3.水处理机的自来水供给量应满足要求，入口处安装压力表，压力应符合设备要求。——内容摘自?血液净化标准操作规程SOP(2021版)?水处理系统各局部占地面积列表水处理各部分系统单系统占地面积（m2）双系统占地面积（m2）原水泵0.51一级水过滤器0.250.25砂滤罐0.51除氯罐0.51软水罐0.51盐缸0.51二级水过滤器0.250.25反渗透机1-23-4纯水水箱1-2〔以供20-30台透析设备的水处理为参考〕场地布局长方形的场地更便于空间的充分利用，建议房间最小宽度不小于米。如以下图所示的单前处理系统〔图1〕和双前处理系统〔图2〕条件下的场地布局的一般情况，空余的空间可以用于透析液的临时配置和纯水水箱的放置。单前处理系统〔图1〕双前处理系统〔图2〕场地位置1)水处理系统应处于透析中心的清洁区域，要和污染区别离2)水处理系统应尽量远离透析中心的治疗区域，防止噪音影响治疗。场地承重由于水处理系统的自重较重，如果水处理系统安装在一楼以上的楼层那么需要考虑大楼承重的问题。因为在使用纯水水箱的情况下局部区域单位面积重量可能会超过吨/平方米，需同基建部门或建筑设计部门确认楼层承重能力，再行确认水处理系统安装地点的选择或对楼板进行承重反面的加固或者采用其他形式来分散受力。设备通道由于水处理系统的尺寸比较大，需要考虑安装和维修保养过程中设备所经过的走廊，房门，电梯，楼梯，楼梯转角平台的宽度和高度等能满足设备的通过。水处理的门建议为双开门,净宽度一般不小于米，净高度一般不低于2米，或根据厂商的设备实际尺寸进行相应的设计和改动。附属设施1)建议水处理室安装恒温，除湿装置。2)水处理室的地面和墙面要做相应的防水防漏处理。3)水处理室如有窗的话，需要安装窗帘防止阳光照射。电路要求供电要求※供电电压及接线要求：※我国现行标准GB2681导线颜色A相黄色，B相绿色，C相红色，零线淡蓝色，地线黄绿相间220伏单相三线供电〔一火线一地线一零线〕要求接地良好，接地线与零线之间的阻值小于等于4兆欧※供电保护:为防止发生三相电源供电出现电压不稳，缺相或者相序被接反等情况，可考虑安装稳压电源，缺相保护器和相位确认器。供电功率要求电压（V）和频率（Hz）功率（W）原水泵AC220V50/60Hz，少数使用AC380V一般小于1500W罐的控制阀AC220V50/60Hz，设备自带变压器转为DC12V一般小于50W反渗透主机AC220V50/60Hz，少数使用AC380V普通机型：一般小于3000W热消毒机型：5000-15000W配电线路的选择电线的截面积（mm2）能承受的功率（KW）1.54.842.56.648.58611.221015.4各种截面积电线和能承受的功率的对照表配电开关和插座的要求配电箱内需安装带漏电保护的空气开关假设干分别可以控制每一个插座和主机一起到保护设备和方便开关的作用。空气开关的选型需根据设备的实际情况进行选择。总空气开关应尽量安装在门口或离门口较近处以便于在紧急情况下可以迅速切断总电源。为防止意外有水溅出到电源插座上造成危险，所有的电源插座要使用带防水溅盒的防水插座，插座的安装高度为米。如果原水处理室墙面较低处已有普通电源插座，需要更换成防水溅插座或作密封处理。插座的具体形式、位置和数量需根据设备的实际情况和厂家的要求设置。水路要求原水供水供水管路的尺寸：一般不小于吋〔D50mm〕供水压力：正常用水流量下不小于2kg/cm2且压力稳定供水流量：一般不小于反渗机出水量的3倍。但考虑预处理反冲时需要更大的流量，请参考厂家的设备要求。供水温度：5度～30度。水温越低，反渗机的出水量越小，5度时出水量大约只有20度时出水量的一半。某些进口反渗机当水温高于30度时也会报警并停止工作。需在总供水管路上安装阀门及压力表，建议安装一组旁路阀门，以备临时停水或清洗水箱时排气和排污水使用，防止大量污水进入水处理系统。供水的水质理化指标需参考厂家的设备要求。如当地供水经常性停水或水网供水压力不稳定，建议安装备用原水水箱或采取双路供水。原水水箱的容量需根据血透室的机器数量和希望延续的治疗时间来计算。为前处理供水的原水加压泵建议安装一个备用泵以防止加压泵故障时影响治疗。反渗水送水反渗水的送水管路需采取闭合回路的形式供水，以防止管路内有死腔滋生细菌和内毒素。如使用反渗水水箱供水的形式，需采取一定的措施对水箱进行密封防止灰尘进入，加装相应规格的紫外线消毒灯或保证水箱内部纯水一直处于流动状态的冲洗装置，以最大程度的保证细菌和内毒素水平。需定期对水箱进行取样检测和消毒。送水管路需尽量直而短，尽量减少直角弯头的使用数量，降低水阻和细菌停留的风险。反渗水送水管路与血透机相连处需有阀门，并且尽量靠近主管路，以减少死腔和消毒液残留的风险。建议在反渗水送水管路与血透机相连处安装快速接头，方便快速的卸下血透机的进水管路，便于维护。建议在反渗水送水管路的出水口和回水口安装压力表和取样口并保持取样口的清洁，以便观察水路中的供水压力和回水压力，方便对供水和回水口进行采样检测。无死腔供水循环管路排水水处理室地面应做好防水设计，建议做排水沟，如上图所示，通常排水沟的深度约为15～20cm，宽度为15cm。正常情况下，废水的排放量和纯水的产水量根本相同，所以，我们可以通过纯水的产水量得知废水排放量，加上预处理反冲时的排水量，继而评估排水沟的容积是否足够满足需求。排水管距地高度小于30cm，保证血液透析设备的排水阻力不要过高；要有倾角设计，2～5度，便于水流排放畅通；同时，垂直管道局部应该加装回水弯，通过水封封闭管路中的异味。水处理系统的日常监测与保养水处理系统的日常监测定期监测并记录进水压力，进出水电导度，废水流量，纯水流量，纯水压力等参数。定期取样并记录活性炭罐前后水样的余氯及总氯水平，软水罐前后的硬度水平，反渗水的细菌培养和内毒素检测。〔通常在水处理系统正常运转15分钟后进行取样〕定期校正自动反冲阀头的时间，以防止在治疗时进入自动反冲程序。水处理系统专业技师维护表预处理的保养原水加压泵的日常保养在进水泵前后各有一个压力表，用于监测泵前后的压力变化，通常泵后压大于泵前压，当泵前压过低时〔小于0.5kg/cm2〕时，要检查供水水源，防止泵空转造成损坏。安装时，通常包括泵进水阀，泵出水阀和泵旁路阀，目的是为了遇到紧急情况时〔如泵电机损坏〕，关闭进水阀和出水阀，让水流通过旁路阀，这样可以应急使用。流量控制型泵水泵带控压箱水过滤器的日常保养

水源中大于5微米的悬浮粒子如淤泥/胶质可引起混浊，水源中的污垢也可以包覆活性炭、软水树脂和反渗膜使其性能下降甚致失效。保护前级加压泵，防止颗粒悬浮物进入加压泵，引发泵头的损坏。滤过器前后必需装有水压表、开关阀、旁路和采样口。水过滤器的日常保养在过滤器前后各有一个压力表，用于监测系统前后的压力变化，通常系统后压小于系统前压，当系统后压和系统前压的压力差大于0.5kg/cm2时，要检查水过滤芯是否阻塞，如果阻塞，那么需要进行更换，两个并联滤芯需同时更换。滤芯的更换频率主要取决于进水水质。砂滤罐及控制头的日常保养在砂滤罐前后一个压力表，用于监测砂滤罐前后的压力变化，通常罐后压小于罐前压，当罐前压和罐前压的压力差大于0.5kg/cm2时，要检查砂滤罐是否阻塞，建议进行反冲程序。反冲程序的频率由进水水质和反渗透机的使用频率决定，建议每周反冲1～2次。安装时，通常包括罐进水阀，罐出水阀和罐旁路阀，目的是为了遇到紧急情况时〔如控制阀或罐体损坏〕，关闭进水阀和出水阀，让水流通过旁路阀，这样便于应急状态时使用。砂滤/除铁罐体结构及工作状态工作状态反冲状态活性炭罐及控制头的日常保养在活性炭罐前后一个压力表，用于监测活性炭罐前后的压力变化，通常罐后压小于罐前压，当罐前压和罐前压的压力差大于0.5kg/cm2时，要检查活性炭罐是否阻塞，建议进行反冲程序。反冲程序的频率由进水游离氯的含量和反渗透机的使用频率决定，建议每周反冲1～2次。应该对除氯罐的出水进行采样监测〔每天一次〕，监测水中的总氯及余氯是否到达要求，这是反冲频率的重要参考。如果反冲后仍不能到达要求，建议更换活性炭填料〔通常1～2年更换一次，或根据实际水质监测结果而定〕。安装时，通常包括罐进水阀，罐出水阀和罐旁路阀，目的是为了遇到紧急情况时〔如控制阀损坏〕，关闭进水阀和出水阀，让水流通过旁路阀，这样便于应急状态时的使用。活性炭体结构及工作状态工作状态反冲状态软水罐及控制头的日常保养在软水罐前后各有一个压力表，用于监测软水罐前后的压力变化，通常罐后压小于罐前压，当罐前压和罐前压的压力差大于0.5kg/cm2时，要检查软水罐是否阻塞，建议进行再生程序。再生程序的频率由进水硬度和反渗透机使用频率决定，建议每周再生1～2次。同时，应该对软水罐的出水进行采样监测〔每天一次〕，看水的软化是否到达要求，这是再生频率的重要参考。安装时，通常包括罐进水阀，罐出水阀和罐旁路阀，目的是为了遇到紧急情况时〔如控制阀损坏〕，关闭进水阀和出水阀，让水流通过旁路阀，这样可以应急使用。要定期检查盐缸内的盐水饱和度及饱和盐水的量，以确保再生的效果。树脂软水罐体结构及工作状态61

常规工作状态树脂软水罐体结构及工作状态反冲工作状态树脂软水罐体结构及工作状态慢冲工作状态树脂软水罐体结构及工作状态盐桶注水自动控制头注意※每天准确核对所有罐体控制头的当前和再生时间，防止在正常供水时，发生反冲或再生现象，影响患者正常透析治疗！！！水处理系统的消毒※根据AAMI标准，1〕当内毒素>1EU/mL，2〕菌落数>100CFU/mL时进行干预。※根据最新ISO116632021标准1〕当内毒素，2〕菌落数>50CFU/mL时进行干预。3〕超纯透析用水:内毒素＜。菌落培养ISO116632021中强调使用TGEA或者R2A培养基，培养温度为17-23℃，培养时间为168小时〔7天〕。不能使用其他培养基来进行细菌的培养。这样有利于微生物的检出率。

水处理主机的消毒化学消毒：使用最终浓度为0.3%的过氧乙酸对反渗膜进行消毒，针对不同反渗膜的不同消毒方式，请参考水处理设备生产厂商的操作手册。热消毒：局部型号的反渗机