1 問題的提出: 1.1 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步, 高科技醫(yī)療設(shè)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(yán) 重。因而, 純凈水在醫(yī)院檢驗(yàn)儀器中的應(yīng)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(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)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(diǎn)。 1.3 如采用電滲+ 離子交換法則存在如下缺點(diǎn): 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(jìn)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(shù)的水機(jī), 在停機(jī)狀態(tài)下由于水分 子的布朗運(yùn)動(dòng)源水側(cè)的離子就會(huì)滲透到純水側(cè), 再開機(jī) 時(shí)純水側(cè)流出的水含有高濃度的離子, 會(huì)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(hào)有關(guān)) , 離子會(huì)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(huì)容易造成滲漏而影響產(chǎn)水質(zhì)量, 同樣也 會(huì)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(jí)反滲透純水生 產(chǎn)技術(shù)的研究工作, 并取得了較好的效果。 2 對(duì)純水機(jī)的改造: 2.1 在水機(jī)前面加裝沙濾器; 2.2 在水機(jī)前面加裝軟化器; 2.3 在水機(jī)中增加自動(dòng)沖膜功能; 2.4 開機(jī)程序中增加排水功能; 2.5 采用雙級(jí)反滲透解決滲漏問題; 3 純水機(jī)改造后的效果: 該機(jī)在泰安市中心醫(yī)院已經(jīng)投入使用 6 個(gè)月, 產(chǎn)生 了明顯的效果。達(dá)到了提高純水質(zhì)量( 1~0.05us/cm2) 、 消除原純水機(jī)存在的問題, 節(jié)約制水成本和簡(jiǎn)化日常維 護(hù)操作的目的。 4 反滲透技術(shù)原理: 近幾年水處理技術(shù)發(fā)展非常快, 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(shù)。 反滲透技術(shù)是利用反滲透膜提取純水的一種先進(jìn) 技術(shù)。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(dòng)。這時(shí)水分子通 過反滲透膜上的 10A微孔進(jìn)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(jìn)被排出。 采用這種技術(shù)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(jìn)入反滲透膜 通常會(huì)阻塞反滲透膜, 影響水的運(yùn)行, 降低產(chǎn)水量和產(chǎn) 水質(zhì)量。當(dāng)這些雜質(zhì)高速通過反滲透膜時(shí)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(jìn)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(jī)狀態(tài)下反滲透膜兩側(cè)的 水分子和水合離子做布朗運(yùn)動(dòng)。純水側(cè)離子的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 低于源水側(cè)。由于反滲透膜兩側(cè)的水分子對(duì)離子有同樣 的引力, 因此源水側(cè)的離子就會(huì)滲透到純水側(cè)。隨著時(shí) 間的延長(zhǎng)兩側(cè)的離子濃度逐漸趨于平衡, 下次開機(jī)時(shí)純 水側(cè)流出的水含有高濃度的離子, 水的質(zhì)量會(huì)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(hào)有關(guān)) , 離子會(huì)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(dá)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(duì)生化儀造成嚴(yán)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(dá)到 1～0.05us/cm2 的超純水 水質(zhì)?；齑残碗x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(dāng)量混合成的。當(dāng) 含有離子的水通過混床型離子交換樹脂時(shí), 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(dá)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?zèng)Q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(jī)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(duì)反滲透膜 損傷。砂濾器采用美國(guó)富萊克公司產(chǎn)的 5600T型自動(dòng)控 制頭, 實(shí)現(xiàn)砂濾器的全自動(dòng)控制, 并且 1～12 天內(nèi)任何 時(shí)間的自動(dòng)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(hù)反滲 透膜。 6.2 水機(jī)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(shí), 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(zhǎng)反滲透 膜壽命。軟化器采用美國(guó)富萊克公司產(chǎn)的 5600T型自動(dòng) 控制頭, 實(shí)現(xiàn)軟化器的全自動(dòng)控制, 并在 1～12 天內(nèi)任 何時(shí)間的自動(dòng)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(hù)反滲透膜。 6.3 在水機(jī)系統(tǒng)中增加自動(dòng)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(qiáng)反滲透膜的通 透性和產(chǎn)水質(zhì)量, 延長(zhǎng)反滲透膜的壽命。 6.4 開機(jī)后的初始淡水排放可排放掉在停機(jī)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(jìn)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(jí)反滲透解決滲漏現(xiàn)象, 相當(dāng)于將兩臺(tái)水機(jī) 組合到一起。第一臺(tái)水機(jī)產(chǎn)出的水已經(jīng)去除了水中 95% 以上的離子, 最為第二臺(tái)水機(jī)的源水再次進(jìn)行處理。第 二臺(tái)水機(jī)再次脫鹽, 使離子含量已經(jīng)降的非常低的水進(jìn) 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(dá)到超純水標(biāo)準(zhǔn)。采用雙級(jí)滲透明顯降低 了混床型離子交換樹脂的消耗。 7 雙級(jí)反滲透純水機(jī)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(jìn)入水機(jī)主機(jī)的高壓泵。高壓泵加壓直 接向一級(jí)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(jìn)入二級(jí)反滲透系統(tǒng)。一級(jí)反滲透膜產(chǎn)生凈水經(jīng)過低壓 開關(guān)緩沖罐緩沖進(jìn)入二級(jí)高壓泵增壓供入二級(jí)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(jí)高壓泵前再次使用。 40% 左右的凈水通過水質(zhì)表檢測(cè)后進(jìn)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(cè)表檢測(cè)進(jìn) 入水箱備用。 7.2 該水機(jī)由 PLC全自動(dòng)控制, 水機(jī)開機(jī)通電后首先檢 測(cè)自來水壓力和純水罐水位。如果自來水壓力足同時(shí)純 水罐不滿, 機(jī)器啟動(dòng)源水增壓泵、總電磁閥、高壓泵、一 級(jí)沖洗電磁閥, 沖洗一級(jí)反滲透膜。沖洗 90 秒后關(guān)閉一 級(jí)沖洗電磁閥, 一級(jí)反滲透膜開始產(chǎn)水。待產(chǎn)水達(dá)到一 定量時(shí)二級(jí)低壓開關(guān)達(dá)到一定壓力啟動(dòng)二級(jí)高壓泵和 排放電磁閥, 給二級(jí)反滲透膜供水并將產(chǎn)生凈水排放。 將二級(jí)反滲透膜在靜止?fàn)顟B(tài)下滲透的高離子濃度水排 放 90 秒, 然后關(guān)閉排放電磁閥。產(chǎn)生的凈水在凈水增壓 泵的推動(dòng)下進(jìn)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(cè)表檢測(cè)存入純水箱備 用。 8 結(jié)論: 目前雙級(jí)反滲透水機(jī)是全自動(dòng), 無需人工操作, 機(jī) 器位于洗刷間內(nèi), 在用水點(diǎn)聽不到噪音, 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè) 報(bào)警。該純水機(jī)組改造之后充分滿足了我院檢驗(yàn)科日立 7600 和 7170 兩臺(tái)生化儀用水, 為醫(yī)院節(jié)約了大量成本, 在各級(jí)醫(yī)院都有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。