1 問題的提出: 1.1 隨著科學技術的不斷進步, 高科技醫(yī)療設備不斷涌現(xiàn)。另一方面由于環(huán)境的逐漸惡化, 水污染問題日益嚴重。因而, 純凈水在醫(yī)院檢驗儀器中的應用越來越廣泛。醫(yī)用純凈水的質(zhì)量直接影響到臨床檢驗結(jié)果的準確性。 1.2 傳統(tǒng)的醫(yī)用純水是采用亞沸蒸餾法制取的蒸餾水、重蒸餾水。這種方法存在著耗電量大、耗水量大、產(chǎn)水量低和產(chǎn)水質(zhì)量差等缺點。 1.3 如采用電滲+ 離子交換法則存在如下缺點: 脫鹽率低( 70%～80%) ; 鈣、鎂易結(jié)垢, 難于清除; 不帶電荷的物質(zhì)可直接進入純水, 影響水的質(zhì)量; 樹脂消耗量大。 1.4 采用反滲透膜技術的水機, 在停機狀態(tài)下由于水分子的布朗運動源水側(cè)的離子就會滲透到純水側(cè), 再開機時純水側(cè)流出的水含有高濃度的離子, 會加大樹脂消耗量。并且存在反滲透膜的滲漏的問題。由于反滲透膜上10A 的微孔的非均一性( 與品牌和型號有關) , 離子會通過較大的微孔滲漏到純水側(cè), 再加上反滲透膜的各密封口密封不好也會容易造成滲漏而影響產(chǎn)水質(zhì)量, 同樣也會增加后期混床型離子交換樹脂的用量。 為了解決上述問題我們開展了雙級反滲透純水生產(chǎn)技術的研究工作, 并取得了較好的效果。 2 對純水機的改造: 2.1 在水機前面加裝沙濾器; 2.2 在水機前面加裝軟化器; 2.3 在水機中增加自動沖膜功能; 2.4 開機程序中增加排水功能; 2.5 采用雙級反滲透解決滲漏問題; 3 純水機改造后的效果: 該機在泰安市中心醫(yī)院已經(jīng)投入使用 6 個月, 產(chǎn)生了明顯的效果。達到了提高純水質(zhì)量( 1~0.05us/cm2) 、消除原純水機存在的問題, 節(jié)約制水成本和簡化日常維護操作的目的。 4 反滲透技術原理: 近幾年水處理技術發(fā)展非?？? 已經(jīng)由原來的蒸餾發(fā)展到電滲。最近幾年又采用了反滲透技術。反滲透技術是利用反滲透膜提取純水的一種先進技術。反滲透膜是含有許多直徑為 10A 微孔的膜。水中的離子都以水合離子形式存在。水合離子體積較大, 而水分子比水合離子要小的多。在反滲透膜源水側(cè)加高壓的情況下, 高壓水沿反滲透膜高速移動。這時水分子通過反滲透膜上的 10A 微孔進入低壓純水側(cè), 即是所需要的純凈水。但水合離子不能通過 10A 的微孔而沿反滲透膜迅速前進被排出。 采用這種技術的結(jié)果使水的純度得到提高。 5 影響產(chǎn)水量和水質(zhì)量的因素: 5.1 源水中的泥沙顆粒及其它雜質(zhì), 它們進入反滲透膜通常會阻塞反滲透膜, 影響水的運行, 降低產(chǎn)水量和產(chǎn)水質(zhì)量。當這些雜質(zhì)高速通過反滲透膜時很容易將反滲透膜刮傷, 降低反滲透膜性能。 5.2 水中含有的鈣鎂離子, 容易在反滲透膜的高壓側(cè)凝結(jié)成碳酸鈣等水垢, 阻塞反滲透膜上 10A 的微孔, 使凈水出水量下降, 出水質(zhì)量下降。 5.3 通常水中存在一些腐生物, 如果進入反滲透膜凝結(jié)成凝膠狀也可阻塞反滲透膜微孔, 影響產(chǎn)水量和產(chǎn)水質(zhì)量。 5.4 無壓狀態(tài)下的滲透: 在停機狀態(tài)下反滲透膜兩側(cè)的水分子和水合離子做布朗運動。純水側(cè)離子的濃度遠遠低于源水側(cè)。由于反滲透膜兩側(cè)的水分子對離子有同樣的引力, 因此源水側(cè)的離子就會滲透到純水側(cè)。隨著時間的延長兩側(cè)的離子濃度逐漸趨于平衡, 下次開機時純水側(cè)流出的水含有高濃度的離子, 水的質(zhì)量會變得很差。 5.5 反滲透膜的滲漏: 反滲透膜上 10A 的微孔并非完全均一( 與品牌和型號有關) , 離子會通過較大的微孔滲漏到純水側(cè)。再加上反滲透膜的各密封口密封不好也容易造成滲漏, 影響產(chǎn)水質(zhì)量。因此, 反滲透膜脫鹽率不能達到 100%。在正常情況下, 反滲透膜的脫鹽濾在 90%～99.5%, 剩余的離子仍然對生化儀造成嚴重的影響。因此, 需要在反滲透膜產(chǎn)生的純水通過混床型離子交換樹脂吸收剩余的離子, 使水質(zhì)達到 1～0.05us/cm2 的超純水水質(zhì)。混床型離子交換樹脂是有氫型的陽離子交換樹脂和氫氧根型的陰離子交換樹脂按照等當量混合成的。當含有離子的水通過混床型離子交換樹脂時, 陽離子被氫型的陽離子交換樹脂吸收置換出氫離子, 陰離子被氫氧根型陰離子交換樹脂吸收置換出氫氧根, 氫離子和氫氧根結(jié)合成水, 而達到提高水的純度的目的。反滲透膜產(chǎn)生純水剩余離子的多少決定混床型離子交換樹脂用量。 6 解決問題的措施: 6.1 在水機前面加裝沙濾器, 利用石英砂的過濾作用能濾除源水中的泥沙及其他懸浮物雜質(zhì), 降低對反滲透膜損傷。砂濾器采用美國富萊克公司產(chǎn)的 5600T 型自動控制頭, 實現(xiàn)砂濾器的全自動控制, 并且 1～12 天內(nèi)任何時間的自動反洗, 將其截流的泥沙反洗排入下水道, 使砂濾器以全新的狀態(tài)再次截流自來水中泥沙保護反滲透膜。 6.2 水機前面加裝軟化器, 利用離子交換樹脂的離子交換能力除去源水中的鈣鎂離子。如果源水中含有大量的硅酸鹽時, 可在陽離子交換樹脂( 001*7) 中摻入陰離子交換樹脂( 201*7) , 減少反滲透膜的結(jié)垢, 延長反滲透膜壽命。軟化器采用美國富萊克公司產(chǎn)的 5600T 型自動控制頭, 實現(xiàn)軟化器的全自動控制, 并在 1～12 天內(nèi)任何時間的自動反洗, 將樹脂截流的 Ca2+、Mg2+ 用高濃度的NaCl 置換出來排入下水道, 使樹脂呈現(xiàn) Na 型, 以便再次吸收來自自來水中的 Ca2+、Mg2+, 保護反滲透膜。 6.3 在水機系統(tǒng)中增加自動沖膜功能, 可沖洗掉附著在反滲透膜上的懸浮物和凝膠狀雜質(zhì), 增強反滲透膜的通透性和產(chǎn)水質(zhì)量, 延長反滲透膜的壽命。 6.4 開機后的初始淡水排放可排放掉在停機狀態(tài)下的濃水中的大量離子, 避免含離子濃度較高的水進入混床型離子交換樹脂, 降低了混床型離子交換樹脂的消耗。 6.5 采用雙級反滲透解決滲漏現(xiàn)象, 相當于將兩臺水機組合到一起。第一臺水機產(chǎn)出的水已經(jīng)去除了水中 95%以上的離子, 最為第二臺水機的源水再次進行處理。第二臺水機再次脫鹽, 使離子含量已經(jīng)降的非常低的水進入混床型離子交換樹脂。剩余的少量離子被混床型離子交換樹脂吸收達到超純水標準。采用雙級滲透明顯降低了混床型離子交換樹脂的消耗。 7 雙級反滲透純水機的工作流程: 7.1 首先自來水經(jīng)增壓泵加壓, 然后通過砂濾器、軟化器、保安過濾器進入水機主機的高壓泵。高壓泵加壓直接向一級反滲透膜供水。反滲透膜上壓力的大小有減壓閥調(diào)節(jié), 80%左右的水通過加壓閥排出, 20%左右的凈水進入二級反滲透系統(tǒng)。一級反滲透膜產(chǎn)生凈水經(jīng)過低壓開關緩沖罐緩沖進入二級高壓泵增壓供入二級反滲透膜。反滲透膜上壓力的大小有減壓閥調(diào)節(jié), 60%左右的水通過加壓閥、單向閥返回到一級高壓泵前再次使用。40%左右的凈水通過水質(zhì)表檢測后進入混床樹脂, 剩余的離子被混床樹脂吸收形成超純水, 通過水質(zhì)檢測表檢測進入水箱備用。 7.2 該水機由 PLC 全自動控制, 水機開機通電后首先檢測自來水壓力和純水罐水位。如果自來水壓力足同時純水罐不滿, 機器啟動源水增壓泵、總電磁閥、高壓泵、一級沖洗電磁閥, 沖洗一級反滲透膜。沖洗 90 秒后關閉一級沖洗電磁閥, 一級反滲透膜開始產(chǎn)水。待產(chǎn)水達到一定量時二級低壓開關達到一定壓力啟動二級高壓泵和排放電磁閥, 給二級反滲透膜供水并將產(chǎn)生凈水排放。將二級反滲透膜在靜止狀態(tài)下滲透的高離子濃度水排放 90 秒, 然后關閉排放電磁閥。產(chǎn)生的凈水在凈水增壓泵的推動下進入混床型離子交換樹脂, 剩余的離子被混床型交換樹脂吸收, 經(jīng)水質(zhì)檢測表檢測存入純水箱備用。 8 結(jié)論: 目前雙級反滲透水機是全自動, 無需人工操作, 機器位于洗刷間內(nèi), 在用水點聽不到噪音, 水質(zhì)自動監(jiān)測報警。該純水機組改造之后充分滿足了我院檢驗科日立7600 和 7170 兩臺生化儀用水, 為醫(yī)院節(jié)約了大量成本,在各級醫(yī)院都有一定的推廣應用價值。