反渗透纯水机系统在医院应用的探讨研究

2023-08-27黄旭辉

设备管理与维修 2023年14期

黄旭辉

（广州市花都区第二人民医院，广东广州 510850）

1 反渗透水处理系统在医院各科室的应用

1.1 检验科

水是医学检验工作中必不可少的物质，清洗容器、混合溶剂、冷却等都需要大量的水。原始水因为含有大量杂质，在很大程度上会影响化验分析过程中的生化反应，因此不符合化验分析工作的用水标准。同时，随着医学检验行业的蓬勃发展，检验科对实验室用水的要求也日趋严苛，水质的优劣将直接影响到检查结论正确与否；另一方面，随着现代化医院的建设，大多数检验室在发展中面临着各种标本数量、检查量急剧上升的挑战。为了应对这些挑战，医院不得不进一步引进新型的检查仪器设备、技术设备，甚至引入全自动工作控制系统和流水线，自动化设备以及精细的分析系统在检测过程中对水质更加敏感。所以，为了提高化验结果的准确度，必须进一步提纯化验分析水。反渗透（Reverse Osmosis，RO）水处理系统能有效过滤去水中99%以上的无机盐，使出水水质达到检验用水的标准。因此，反渗透纯水机系统在检验工作中的应用非常广泛，二甲以上、配备生化分析仪器的医院一般配备有反渗透纯水机系统。

1.2 供应室

医院内使用纯水较多的部门是消毒供应室，因为医疗器械的清洗、消毒、灭菌等都需要用到大量的纯水。由于自来水中因为含有泥沙、铁锈、胶体物质、重金属、游离氯、氯仿等有害物质，清洗器械将会在物品表面产生污垢、薄层和锈蚀，因此自来水不能直接用于医疗器械的清洗。根据医院消毒及供应设备的相关文件要求，手术器械的终末漂洗用水电导率应不得大于15 μS/cm（25 ℃）。另外，按照国家的要求，自动回收式蒸汽锅炉，采用锅外水处理的，水的硬度应小于等于0.03 mmol/L；采用锅内水处理的，水的硬度不得大于4 mmol/L。因为锅炉使用自来水将会生成锅垢，加快锅炉的腐蚀，从而大大缩短锅炉的使用寿命。反渗透纯水机对所有盐分的吸收水平能做到99%以上，出水电导率可保持在10 μS/cm（25 ℃）左右。因此使用纯水不仅能把器械清洗得更干净，而且能够减少对设备的损害，为后期消毒工作奠定坚实的物质基础。

1.3 血透室

血透室是指通过血液透析的手段，对因相关病变引起慢性肾功能衰竭或严重肾功能衰竭的病人实施肾脏替代疗法的地方，是医院为了治疗慢性或急性肾功能衰竭疾病而开展的一个临床科室。血液透析主要是利用半透膜的特性，把患者血液与透析液同时引进透析器，在透析膜两侧呈反方向流动，凭借半透膜两侧的溶度梯度、渗透梯度和水压梯度，通过弥散、对流、吸附清除毒素，通过超滤和渗透排除人体中过剩的水分，同时补给身体必须的物质，以纠正电解质、酸碱平衡紊乱。由于透析液的浓度较高，需要用纯水来稀释，并且透析液直接与人体血液接触，因此用来稀释透析液的水不得含有一点杂质。没有经过处理的普通原水中含有大量的微生物、细菌、病毒及有机物，它们直接接触病人血液的后果不可设想。所以，血液透析用水必须经过纯水设备深度过滤、完全达到医疗行业用水标准后方可使用。在透析室，除了透析过程需要用纯水，清洗透析设备也需要用到大量纯水，因此反渗透纯水机系统是血透工作的必备装备。

1.4 口腔、胃镜等科室

口腔疾病的治疗及手术通常在口腔内进行，显然不可直接使用没有经过纯化处理的自来水。《医疗机构医疗用水卫生要求（批准稿）》中提出，口腔科综合治疗台使用水应满足GB 5749—2022《生活饮用水健康规范》的规定，“在非手术位置清洗，牙科手机高速运转时冷却、超声洁牙设备用水都应使用过滤纯水”。

内镜技术中清洗水是洗消工作中的最关键、消耗较大、隐患较多的“耗材”，不同于家庭用水，清洗胃镜用水要求较为严苛，主要是对细菌指标、洁净度等有比较高的严格要求。2014 年开始我国制定内镜清洗制水方面的参数要求，对于普通胃肠镜的清洗消毒应以反渗水（饮用水或过滤水）为标准，而十二指肠镜的水处理应以无菌水为标准。

2 反渗透纯水机系统的工作原理及构成

2.1 工作原理

反渗透是一种利用选择透过性膜的功能以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后从浓水出水端流出，从而达到分离、净化的目的。

反渗透纯水机的工作流程为：原水→原水箱→原水泵→石英砂过滤器→活性炭过滤器→软化树脂→前置滤芯→高压泵→RO 膜装置→净水箱→高压泵→各用水点（图1）。

图1 反渗透水处理系统工艺流程

2.2 构成

反渗透纯水设备体系是指围绕反渗透膜而构建出的一种水质处理体系，一套完善的反渗透纯水设备体系通常包括预处理部分、反渗透主机（膜过滤部分）以及配套检测仪器仪表。

2.2.1 预处理部分

反渗透纯水机预处理部分主要由原水泵、增压泵、多介质过滤器、活性炭过滤网以及软水处理器构成。

（1）原水箱。原水箱可以防止由于供水不稳定对水处理系统的损坏，确保整体系统的平稳运行，也为各装置长期的性能可靠提供了保证，其材料大多为PE（聚乙烯）材料或不锈钢材质。水箱内通常配备高水位浮球阀和低水位液位开关，当水平达到高点时，浮球阀封闭、暂停进水；当水位达到最低水位时，高水位浮球阀启动、进行给水箱灌注。

（2）原水泵。该水泵的主要功能是对水源升压，给预处理各装置供给必要的运行电压。水泵后用调节阀控制水压和进出量，通常压力保持在0.3～0.5 kg/cm2，保障系统平稳运行。

（3）多介质过滤器。多介质过滤网主要是由全自动控制阀、玻璃钢，以及各种等级比例的石英砂所构成，能高效除去原水的淤泥、铁锈以及部分胶体物，减少原水的浊度，并能自行完成反清洗。

（4）活性碳过滤器。活性碳材料过滤器由全自主的阀门、优质玻璃罐以及各种净水的活性碳所构成，可以很高效的吸收原水的有色重金属、游离氯、氯仿等危害化学物质，并且还可以自行完成反冲洗。

（5）食品级软水器。食品级软水器主要由全自主控制阀门、高品质玻璃钢储罐和食品级树脂工艺所构成。使用食品级软水器时，能高效除去水中的钙、镁等离子，使反渗透膜在长期运转中不会因结垢而影响反渗透膜的寿命，而且树脂可以被还原、不会被消耗。

2.2.2 膜过滤部分

反渗透纯水机膜过滤部一般由前置滤芯、高压泵、反渗透膜和各类控制与显示仪器等构成。

（1）前置滤芯。前置滤芯是在原水进入膜之前的最后一个防护，它能高效除去之前处理时泄漏的超过5 nm 的物质，避免悬浮微粒流入反渗透膜元件，并在薄膜表层沉淀而污染薄膜元件。

（2）高压泵。提高反渗透系统所需水压，为溶剂和溶质之间的分离提供保障。高压泵也是反渗透纯水机的关键部件之一。

（3）反渗透膜组。反渗透薄膜组是由具有高度有序矩阵形式的聚合薄膜所构成的。它的平均孔径是1～10 Å，相当于大肠杆菌的1/6000、病毒的1/3000，通过利用反渗透膜的分散特性，能高效除去溶液中的可溶解盐类、溶胶、有机质、重金属、加氯消毒后所形成的三卤甲烷、病菌和微生物等的污物。反渗透膜过滤能有效过滤水中99%以上的无机盐，将出水电导率控制在10 μS/cm（25 ℃）以下。

（4）纯化水箱（成品水箱）。用来贮存提纯后的原水，并由高压泵输送至各供水中心。纯化水箱中设置高、低水位开关，以调节混床的给水泵。当纯水箱水位达到最低水位后，低水位开关给系统传输信号，然后纯水系统启动工作，开始制水；水箱水满（到达高水位）后，高水位开关给系统传输信号，然后纯水系统停止工作。

2.2.3 检测仪器、仪表

（1）反渗透系统配备膜前压力表和膜后压力表，对膜的工作压力进行测量，同时设置工作回路进行指示，净水流量计和污水流量计实时监测净水、污水的流量。

（2）反渗透主机中还包括电导率计以及电阻率检测仪。实时监测净水质量，既简单又便捷，可以随时随地观察产品水的质量情况。

（3）预处理部分装有压力表，随时观测仪表工作状况，并能及时判断装置运行状况。

3 反渗透水处理系统日常维护保养

为了保障反渗透水处理系统长期、稳定运行，延长系统使用寿命，除了进行必要的维修保养之外，还需要定期更换各种耗材。在到达使用寿命之后，纯净水系统的耗材不但会影响过滤效率，而且超负荷的工作还会使整个反渗透装置的工作速度变得迟缓，影响整个装置的使用寿命。反渗透水处理系统的常用耗材包含石英砂、活性碳、软化水树脂、PP（聚丙烯）棉滤芯、反渗透膜等。

3.1 石英砂滤料

石英砂滤材的使用寿命一般为1～2 年。反渗透水处理系统通常选用高品质的精制石英砂，为纯白色，所有石英砂滤材应严格遵照CJ 43—2005《水处理用滤料》标准生产加工，经粉粹、过滤、清水冲刷等工艺加工和二次过滤而成的各种水质处理滤料。其色白纯净、杂质少、多突棱、密度范围大、机械强度高，截污力强、抗酸性能好，在过滤和清洗的过程中抗冲刷，物理化学特性稳定，是净化水处理的理想材料。

石英砂和滤网组合，用来拦截水体里悬浮液胶状的微粒污染物，进而发挥过滤效果。

3.2 活性炭滤料

活性炭滤料的使用寿命一般是1～2 年，能够去除高分子有机物质、余氯等。活性炭对悬浮物的拦截力，主要源于活性炭与水的接触面积。机组的滤波力量，在流量较低时大部分来源于对活性炭的筛除效果，流量较快时大部分来源于对活性炭粒子表面的吸收效果。在整个滤波流程中，活性炭所供应的粒子表面积越大对水中悬浮物的附着力就越高。

3.3 软化水树脂

软化水树脂工艺的使用寿命一般为1～2 年。软化树脂是一种带有一定的活性基团的高化合物，一般的钠分离转换树脂都含有一定量的钠分离，当水体的钙镁离子含量较高时，离子交换树脂能产生出钠含量，功能基团与钙镁离子紧密结合，这样就可以降低水中的钙镁离子含量，硬水就会变成软水。

3.4 前置滤芯

前置滤芯的使用寿命约1～3 个月，利用精密滤网去掉进水残余的悬浮液、无曲直粒体和胶状杂质，使设备工作更加安全、可靠。装置采用5 μm 熔喷滤芯，主要目的将上级过滤装置漏出的、超过5 μm 的污染物全部去除，防止通过反渗透装置破坏膜的表面、进而影响膜的脱盐效果。

3.5 反渗透膜

反渗透膜的使用寿命一般为2～5 年。反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，也是实现生物反渗透的关键元素。它通常由大分子物质制造，如醋酸纤维素薄层、芬芳族聚酰肼薄层、芳香族聚酰胺薄层等。

以上是反渗透系统耗材更换周期的基本情况，但是因为各地水质差异、所用设备频率有所不同，具体更换周期及时间应根据现场的水质状况和实际情况来确定。

4 反渗透水处理系统常见故障与维修技巧

4.1 故障1：纯水箱水位低，系统不启动、无法造水

发生此类故障后，采取的措施主要有两个：①检查是否停电，电箱是否断开、保险丝是否烧断；②检查纯水箱低水位控制器是否故障，纯水箱低水位控制器是系统工作的发令者，其故障率通常较高。

4.2 故障2：系统正常工作但无纯水流出

故障发生后可采取的措施有：①检查原水箱是否有水；②检查前置滤芯是否堵塞；③检查逆止阀是否损坏；④查看电磁阀是否生锈、无法正常工作；⑤检查RO 膜是否堵塞。

4.3 故障3：水满后机器反复起跳

故障产生的原因可能为：①原水压力不足；②逆止阀泄压；③高压开关失灵；④系统有泄压现象。

4.4 故障4：纯水流量不足

故障产生的原因可能为：①前置滤芯堵塞；②高压泵压力不足；③RO 膜堵塞；④废水比例失调，或冲洗开关没关紧。

4.5 故障5：不出纯水

故障的处理措施：①检查纯水机管路，理顺纯水机管路；②检测纯水机的供电，如果纯水机的供电正常，则测试变压器的电流；③查看高压开关及浮球开关有无故障，不能跳回；④检测进水电磁阀是否，一般是首先拧开原电磁阀出水口、接上开关电源，检测是否通水，通水则表示电磁阀控制损坏，不通水时则进入下一个检测，开启原进水球阀，检测反渗透膜前滤芯是否阻塞，堵塞时需更换滤芯；⑤开启反渗入膜纯水口，如果不出水则说明反渗入膜失效；⑥检测是否因废气排放量过大，使纯、废气的比例失调；⑦检测后置活化碳滤芯有无堵塞。