血液透析水处理技术

虽然城市供水系统提供的自来水符合国家饮用水标准,但用于血液净化治疗显然达不到标准。因此,必须对水进行净化处理,去除可能引起透析并发症的各种离子、杂质、病毒、热源等。目前,国内血液净化中心普遍采用反渗透水处理设备对水净化进行处理。

一、透析用水的标准

为了尽可能避免远期并发症,对透析用水的要求也越来越高,现在应用的反渗透水处理设备制水的电导度一般在1～3μs/cm以下,细菌达到10EU/ml,内毒素达到0.25EU/ml。

我国近年也制定了严格透析用水标准,见表2-1。

表2-1　透析用水化学污染物最大允许量

(引自:中华人民共和国医药行业标准YY0572-2005血液透析和相关治疗用水)

二、反渗透水处理设备的工作流程

水处理的过程就是去除水中的各种杂质,使水纯化,达到透析用水的标准,使其对人体和设备的损害降到最低程度,自来水中存在的主要物质、毒性作用及去除方法见表2-2。

表2-2　自来水中存在的主要物质、毒性作用及去除方法

(一)过滤装置

采用缠绕卷式滤芯串联砂石过滤器。滤芯过滤器能去除直径>10μm颗粒,根据原水水质,一般1～2个月更换1个。砂滤器是使水通过一个由石英砂等物质组成的砂床,通常砂床是由大到小的滤料依次排列(与水流方向一致)组成,可以把水中直径>25μm的悬浮物体、胶体等不溶性颗粒滤掉,然后再通过反冲洗滤器将砂床上的杂质冲洗出滤器,可以循环使用。

当原水中还有铁元素时,会使后续软化器的树脂中毒,影响软水的效率,并且会加速反渗膜的氧化衰老,此外,还有可能在细菌存在时形成铁锈软泥。因此,当水中的铁元素含量> 0.3mg/L时,必须进行除铁处理。一般采用的方法为锰砂过滤法,即在砂过滤器的砂料里掺杂一定量的天然锰砂。

(二)活性炭滤过

活性炭吸附法主要去除水中的有机物、余氯、氯胺、致热源、色素等物质,活性炭为多孔结构,表面积大,吸附能力强。活性炭不能再生,需定期更换。定期监测余氯是监视活性炭吸附能力的简单方法。但活性炭也有利于细菌的生长,故定期消毒下游的水处理系统是非常必要的。

(三)水软化装置

水软化是采用离子交换法,使水通过含钠的离子树脂,树脂上的活性基团为钠离子,钠离子与水中的钙、镁离子置换反应而排出,水中的钙、镁离子转入树脂,树脂中的钠离子转入水中,随着水的向下流动,交换不断进行,水中的钙、镁离子不断减少,钠离子越来越多,使水质软化。

当树脂交换钙、镁离子饱和后,树脂再吸收饱和氯化钠溶液接触再生,使树脂重新挂上钠离子,恢复其置换钙、镁离子的能力。再生时进行反冲洗可减少细菌生长的可能性和去除残留在树脂中的杂质颗粒。

过滤、除铁、吸附、软化共称为预处理部分,对原水进行预处理是非常重要的,能最大限度保证透析患者安全,延长反渗膜的使用寿命,提高系统的产水率。

(四)反渗透部分

反渗透是指在半透膜相接处的高浓度一侧施加压力,产生与自然渗透相反的现象,当施加压力超过溶液的天然渗透压时,溶剂便会流过半透膜,在相反一侧形成稀溶液,在施加压力的一侧形成浓度更高的溶液。

反渗透部分是整个水处理系统的心脏部分,经反渗透处理的水,能去除绝大部分无机盐和几乎全部有机物、微生物。国内大型的透析中心,一般采用双级反渗透装置,无无效腔,直供式。去除水中所有杂质成分,特别有利于保证血液透析患者安全,提高透析质量。

反渗透部分由高压泵和反渗透膜组成。