前沿研究

血液透析用反渗透水处理系统的安装实践

发布时间:2025-09-25 10:02:07      浏览  次

作者:李真,杨彬(通信作者),马宪礼,苏鹏程,胡炎,薛谭,梁建,陶溯

单位:苏北人民医院 (江苏扬州 225001)

〔关键词〕反渗透;水处理系统;安装;管路消毒;水质检测

〔中图分类号〕R197.39  〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1002-2376(2025)12-0029-06

血液透析是目前维持肾功能衰竭患者生命的最有效治疗手段。治疗中,反渗透水、浓缩 A 液和浓缩 B 液按照 32.775 ∶ 1 ∶ 1.225 的比例混合成透析液后供血液透析机使用。反渗透水处理系统的运行质量和水质达标情况关系到科室所有患者的血液透析治疗质量,设备前期的规范安装对保障后期用水安全具有关键性作用 [1]。2024 年 6 月我院开发区分院开始建设血液净化中心,现将反渗透水处理系统的安装流程和经验进行总结,供同仁参考。

1  安装前期准备工作

1.1  工作人员配置

血液净化中心的建设除了考虑工程因素,还要对系统稳定性、院感指标、化学污染物等重要参数进行严格把关。同时,血液净化中心建设项目的开展需要多部门协同配合,如医学工程部、总务科、设备采购中心、检验科、院感科、水质化学污染物检测单位等。

本次参与项目建设的主要工作人员包括:血液净化中心主任 1 名、护士长 1 名,负责对项目进度各个环节进行质量控制;血液净化中心器械责任护士 1 名,主要负责与医学工程部专职工程师对接,负责进度追踪、后期水质检测、组织护士操作培训等;医学工程处主任 1 名,负责与血液净化中心主任、水处理厂家工作人员、招标采购中心人员等对接,最终设备型号的确定和设备安装统筹工作;专职工程师 1 名,从血液净化工程技术专业上全程跟踪水处理系统的安装,并及时与多部门协调工作的进展;总务处动力科主任 1 名、基建管理人员 1 名、水电工作人员 2 名,主要负责水处理间前期的水、电、排水设施、通风设施的配置;厂家工程师2 ~ 3 名,主要负责提供水处理系统需要的基建参数要求、水处理管路的安装、主机的调试和消毒、医院工作人员水处理操作培训等;检测部门微生物检测人员1 名、化学污染物检测人员 1 名,主要负责对送检水处理样本进行检测 [2]

1.2  水处理间基建配置

水处理系统安装前,厂家工程师、医院工程师、总务科人员进行详细对接,根据《江苏省血液净化中心(室)建设管理规范(2019 版)》[3] 的要求确定水处理系统的主要基建配置如下。(1)水处理间场地空间配置。水处理间的面积应 > 1.5 倍水处理系统的面积,楼层的承重应 > 1.5 倍水处理系统的重量。多介质砂罐、活性炭罐、树脂罐需安置于承重墙附近,必要时进行楼层承重加固。水处理间应有实心墙体,用于电箱、前置增压装置、管路、加热模块的固定 [4]。(2)水电安全保障。保证压力充足且连续的自来水源,配置自来水直供和水箱增压供水两套水源以防突发断水问题。透析用水温需控制在 5 ~ 30 ℃,因我院处于东南沿海地区,夏季有持续性高温天气,温度过高时需要对透析用水进行降温处理。水处理间需要配置水槽和地漏,保持水处理间排水畅通,杜绝因漫水引起的触电风险。电源箱固定于墙壁,做好水电分离并安装地线,置于工程师易操作位置,保证突发情况可及时断电 [5]。(3)通风和空调配置。水处理间配置新风系统和空调,保证环境温湿度合规。配置紫外线灯对环境进行定期消毒,配置窗帘防止阳光直射,配置窗户便于消毒时开窗通风稀释室内有毒气体 [6]

2  水处理系统安装步骤

本次安装的水处理系统型号为劳尔 Aquaboss RO Dia II 2450。确认后安装型号,血液净化中心工作人员和厂家工程师现场交接水处理系统水路管路分布细节,待新风系统、空调、窗帘、自来水源、地漏、废液槽、电源等配置完毕后,依次安装水处理系统的管路、主机,进行管路消毒和水质检测,所有参数合格后进行验收 [7]

2.1  管路安装

水处理系统的管路个性化程度高,厂家可根据血液透析中心实际空间分布进行布置,而管路的材质、长度、角度等均会影响反渗透水的流量和水质 [8]。本次布置的管路为 316L 医用不锈钢材质,耐高温,可进行定期热消毒。不锈钢管路之间进行激光焊接,保证管道内部平滑,不易附着生物膜。反渗透水经过管路从治疗区 5 的天花板进入,每个治疗区设置 10 个血液透析机连接水口,顺延分布治疗区 4、3、2、1 后再次回到天花板,最后回流至水处理配水箱,形成循环回路(见图 1)。

图 1 水处理系统管路分布图

本次安装的水处理系统配备了热消毒功能,管路安装结束后包裹保温层,防止后期管路温度衰减影响消毒效果。拐角的增多会增大水流阻力,因此应于管路安装前优化管路路径。反渗透水处理末端的稳压罐可保障水流的压力稳定和供水连续性。管路安装完毕后制作了水路走向标识,阀门粘贴有常开或常闭标签。5 个治疗区各预留 1 个检修水口,保证血液透析机检修、质控工作的开展。备用血透机可以连接检修水口,执行定期消毒冲洗程序,常规血透机出现故障时,可以启用备用机快速应急 [9]

2.2  主机安装

水处理系统的主机主要包括前置增压过滤模块、预处理装置、反渗透组件和热消毒装置。

前置增压过滤模块主要包括前置增压泵、前置滤器、压力表等,见图 2。前置增压泵对自来水进行增压以达到流量要求,前置过滤器对自来水进行初步过滤,工程师根据当地水质设置反冲频率,自动冲洗前置滤芯 [10]。水管连接后,固定于墙面。安装后的实物图见图 3。图中 2 台前置增压泵均配备稳压罐,可以保证水压稳定。

图 2 前置增压过滤模块和预处理模块原理图

图 3 前置增压过滤模块实物图

预处理装置主要包括多介质砂罐、活性炭罐、树脂罐、盐桶、采样口、压力表等,见图 2。多介质砂罐可过滤大颗粒杂质,内部的锰砂可清除水中的二价铁离子。工程师在水处理系统产水时需对多介质砂罐后的水样进行二价铁离子测试,防止二价铁离子污染树脂、损伤反渗透膜。活性炭罐内部主要为椰壳活性炭,其表面的多孔结构可吸附水中含氯物质,防止患者出现溶血性贫血。填充活性炭颗粒后,需断开与反渗透膜前置滤芯的连接,不断冲洗活性炭罐,将活性炭颗粒残留的细微炭粉冲洗至下水道,防止碳粉堵塞后面的反渗透膜组件。首次安装使用 1 周后需更换被少量碳粉堵塞的反渗透膜前置滤芯,以保障水质安全。树脂罐内的阳离子交换树脂用于去除水中的钙镁离子。盐桶内部的再生盐为树脂提供氯离子,使树脂经过再生反应恢复置换功能,保障去除钙镁离子功能的持久性。树脂填料安装完毕后,在盐桶中加入再生盐,进行反冲。本次安装的 Aquaboss RO Dia II 2450 型号劳尔反渗透系统配备了双树脂罐进行轮流置换和再生,其中一台树脂罐置换流量达到设定要求会切换至再生状态,另一台再生完毕的树脂罐会进入置换工作状态,此时工程师核对树脂罐控制表盘的参数,并在树脂罐后的采样口进行水质硬度检测,确保树脂罐去除钙镁离子功能的正常运行。安装后的预处理装置实物图见图 4。

图 4 预处理装置实物图

反渗透膜组件共设置两组,分为一级反渗透和二级反渗透,原理图见图 5。反渗膜外壳全部使用耐腐蚀的医用级 316L 不锈钢,以保证设备主机等在潮湿及化学消毒剂环境中保持不被锈腐蚀,防止泄漏。反渗透膜主要用于清除化学污染物、内毒素、细菌等有害物质,若预处理模块未充分清除钙离子、镁离子、含氯物质,则会堵塞反渗透膜装置,造成更大的经济损失和安全风险,细菌、内毒素、化学污染物检测在反渗透膜装置后采样 [11]。安装后的反渗透膜装置实物图见图 6。

图 5 反渗透模块原理图

图 6 反渗透膜组件实物图

本次水处理系统增配的热消毒装置串联于反渗透膜装置的后端并固定于承重墙上,见图 7。反渗透水流经 6 组加热丝后温度上升,循环达到消毒效果,稳压罐用于保障流量稳定。

图 7 热消毒装置实物图

2.3  管路消毒

本次安装的水处理系统每周日凌晨 4:00 至6:00 进行热消毒,图 7 中 6 组加热模块将管内水温控制在 85 ℃并循环 20 min 后进行冲洗降温,防止细菌和内毒素超标。消毒前需保证血液透析机处于关闭状态,禁止一切透析治疗。每周一工程师检查上周日消毒程序是否通过,若出现报警需要进行检修,并在周一晚间无透析治疗的情况下,再次执行热消毒程序,保障热消毒频次。

此外,水处理系统每个季度需要执行 1 次过氧乙酸消毒。每次消毒和清洁前要确保无患者上机,检查稳压罐的观察窗,确认处于绿色状态,当观察窗显示红色时稳压罐的空气气囊有破裂风险,会导致消毒液进入气囊中,渗入的消毒液会污染管路中的反渗透水,易造成安全隐患 [12]

我院采用的 HKM 过氧乙酸消毒液容量为 0.95 L。水处理系统总长 l 约 250 m,平均管径为 28 mm(半径r =14 mm,管路中的液体体积 V =π×2 ×l =3.14×(14×10-32 ×250=0.154(m3 )≈154(L)。反渗透膜组件包含 4 个反渗透膜装置,总容积为 120 L,空气气囊中含液体 50 L,则化学消毒涉及的腔体体积 V =154+120+50=324(L)。 因消毒液的密度大于稀释后的溶液密度,则有效浓度 =(0.95×ρ 消毒液)/324×(ρ 稀释溶液)≥ 0.29%> 有效浓度 0.25%[13]。消毒时需要确保储水桶内液体混合均匀,防止因消毒剂和反渗透水比重不同出现分层现象,下层浓度过大的溶液进入反渗透膜组件后会造成膜的损坏。消毒循环时,消毒剂通过控制阀门和泵体后进入所有管路的分支,此时电导率会达到 200+,消毒循环完毕后设备进入浸泡阶段,浸泡完成后设备开始进行清洗环节,水处理系统通过周期性开关脉动强冲电磁阀改变管路中的流速有助于快速冲洗消毒液,水箱会反复放空和填充并伴随管路冲洗。在第 3 轮冲洗程序运行时,需打开所有血液透析机执行联机冲洗程序,冲洗结束后需严格进行消毒液残留测试,确认无消毒剂残留,消毒程序完成 [14]

2.4  水质检测

水处理系统安装完成后对水质进行检测,细菌和内毒素检测样本送至我院微生物实验室,化学污染物送至南京矿产资源监督检测中心,总氯、硬度为工程师现场使用试剂检测。各项检测指标遵循《血液透析及相关治疗用水》[15] 的要求:细菌 <100 cfu/ml;内毒素 <0.25 EU/ml,干预最大允许水平为 50%;总氯 <0.1 mg/L,硬度 <10 mg/L。化学污染物检测主要针对水中的铝、铜、氟化物、铅、硝酸盐等。

3  设备验收

本次安装通过甘特图制定计划,灰色表示项目计划进度,黑色表示实际实施进度,见图 8。通过不断比对计划进度和实施进度监控当下项目进度,最终按时完成安装。设备运行期间状态稳定,罐体表盘运转正常,水泵状态正常,连接主机的压力表参数保持在正常范围内;总氯、硬度测试合格;化学污染物检测结果见表 1、表 2,有毒污染物和电解质均在正常范围内;反渗透水内毒素检测值 <0.125 EU/ml(干预值),检测无细菌生长,见表 3,符合验收要求。

图 8 反渗透水处理系统进展甘特图

表 1 反渗透水化学污染物检测值(mg/L)

表 2 反渗透水电解质检测值(mg/L)

表 3 反渗透水细菌及内毒素检测值

4  讨论

我院开发区分院血液净化中心后期床位计划扩增至 50 床,用水量的增大会使大量自来水快速经过活性炭罐,影响系统去除总氯的性能,因此需要预留第二活性炭罐位置。2024 年 9 月 7 日树脂罐采样口出现 1 次硬度超标现象,原因为连接树脂罐后的插座断电,树脂罐的流量表盘停止工作,树脂罐再生时吸盐故障导致未能去除钙离子和镁离子。因树脂罐无工作显示灯,插座断电时未能及时发出警报,电工维修完成后,于插座位置加装通电显示发光二极管,有助于工程师巡检时及时发现异常。

反渗透水处理系统正式运行后,需要定期巡检罐体表盘状态、填料和滤器更换时间、各管路和罐体连接的压力表范围、增压泵的工作状态、稳压罐的压力、盐桶盐量和水位等 [16]。水质的监控是透析质控的重要内容,系统启动 15 min 左右,需要对活性炭罐后的总氯水平进行测试。因该型号树脂罐采用轮流置换和再生模式,避免了老式水处理系统日间置换、晚间吸盐再生的局限性,去除硬度水平在工作期间保持恒定,可于早晨系统启动后和总氯测试一同开展。每日除了检测总氯、硬度 2 项重要参数外,电导率、pH 值、温度、产水量等参数也需要进行检测和记录。每个月需要对回水端反渗透水进行细菌检测,每个季度需要对回水端反渗透水内毒素进行检测,当细菌和内毒素达到安全值的50% 时需进行干预、复查和追踪,检查滤器、填料、反渗透膜更换时间,以及消毒的时间和流程,确保透析用水的安全 [17]。血液透析机进场调试和血液透析室运行期间,若设备长时间静止超过 72 h,需对水处理系统进行消毒,因此水处理系统安装完成后,等待血液透析机连接和血液透析室运行前期,水处理系统需调至待机模式使内部管路定期循环,打开排液电磁阀适当排出管路中存余的反渗透水,保证管路定期产生新鲜反渗透水,防止因反渗透水滞留导致生物膜形成。

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