透析用水处理系统（质控ppt课件）宋伟.ppt

透析用水处理系统,北京友谊医院,透析中心,宋伟,血液透析用反渗透水处理系统,的基本要求,1,水处理系统的产水水质必须符合透析用,水国家医药行业标准的要求（化学污染、,生物污染）。,2,产水量满足透析用水的需求（透析机、,透析器复用用水）。,3,操作简单，使用故障率低。,4,必要的清洗消毒装置。,北京市血液透析质控中心对透析用水水质要求,污染物,允许的最大化学污染物的浓度（,mg/L,）,钙,2(0.1mEq/L),镁,4(0.3mEq/L),钠,70(3.0mEq/L),钾,8(0.2mEq/L),氟,0.2,氯（自由态）,0.5,氯胺,0.1,硝酸盐,2.0,硫酸盐,100.0,铜、钡、锌,每种,0.1,铝,0.01,砷、铅、银,每种,0.005,镉,0.001,铬,0.014,硒,0.09,汞,0.0002,血液透析用水的微生物污染控制要求,细菌计数（,CFU/mL,）,内毒素（,IU/mL,）,国家医药行业标准,(,YYO572_2005),100,输出端,1,输送点,5,卫生部血液净化标,准操作规程,（,2010,）,200,2,美国,AAMI,标准,（,2008,）,200,（,50,）,2,（,1,）,透析用反渗透水处理,?,反渗透供水系统,1,水的预处理,1.1,预处理的组成及作用,1.2,预处理的维护与检测,2,反渗透部分,2.1,反渗透膜组件,2.2,反渗透机的组成,2.3,反渗透去除污染物的局限性,2.4,反渗透系统运行维护,2.5,反渗透机出水的检测,3,透析用水的供给,透析用反渗透水处理系统流程图,全,自,动,软,化,罐,活,性,炭,罐,透析机,透析机,透析机,全,自,动,砂,滤,罐,反渗透,膜组件,保安过,滤器,高压泵,预处理作用,:,水质达到反渗透膜进水水质的要求,1.1.1,前级加压泵,；维持系统压力。,1.1.2,机械过滤,；除去不溶颗粒物。,1.1.3,除铁装置,；除去水中的铁离子。,1.1.4,软化装置,；除去水的钙镁离子。,1.15,活性炭装置,；吸附水中的有机物，致,热,源，除去来水中残余氯等。,1.1,水的预处理包括,1.1.1,前级加压泵及压力罐,加压泵提供水压、水的,流量,压力罐缓冲作用，防止,震动和水流快速流过,管道，维持水流量,1.1.2,机械过滤,?,采用石英砂或滤芯作机械过滤,石英砂过滤,：,1,砂床是由大到小的石英砂,排列组成,2,可除去直径大于,25m,颗粒,物,3,定期反冲，清除滤料中截流的杂质，,一般每周两次,滤芯过滤,：将滤芯装入滤桶内，可除去,大于滤芯孔径的杂质。,定期更换，一般每月一次。,1.1.3,除铁装置,?,水中的铁能使交换树脂失效，污染反渗透膜,。,?,除铁常用锰砂过滤法，天然锰砂的主要成分是,MnO,2,。,?,铁离子与锰砂接触即可将,Fe,2+,氧化成,Fe,3+,，,生成的,Fe,3+,立即水解生成絮状氢氧化铁沉淀,，,Fe(OH),3,沉淀物经锰砂过滤后被除去,。,Fe,3,+OH,-,=Fe(OH),3,?,根据情况定时进行反清洗除去沉淀物,。,1.1.4,水软化装置,?,除去水中钙、,镁离子的过程,称为软化,。,?,交换剂是钠型阳离子交换树,脂。,?,水中的硬度成分钙离子、镁,离子与交换剂中钠离子进行,交换,。,?,交换达到一定值时交换剂失,效。为恢复交换能力可用再,生液对其进行再生，常用的,再生液为饱和氯化钠溶液,。,流量型控制器,时间型控制器,控制器,树脂罐的再生周期,一般情况下进水总硬度、钠型阳树脂的体积与交换容量,改变量较少，根据用水量可确定再生周期，实际应用中,用测定软水器出水硬度的方法来确定再生周期。,例：晚间对软水器进行再生，第二天早晨，水处理机启,动,30min,后测定软水器出水硬度，如不合格说明再生无,效或树脂失效需重新再生或更换树脂，如合格，正常使,用，一天透析治疗、透析机清洗消毒结束后再次测定软,水器出水硬度，如不合格说明现树脂不能保障一天的透,析治疗用水量，应更换树脂或增加树脂量，如合格第三,天透析治疗、透析机清洗消毒结束后用同样的方法测定,软水器出水硬度，如不合格就应每天对软水器进行再生，,如合格第四天同时、同样测定软水器的硬度，至测定到,N,天不合格，软水器再生周期定为,N-2,天（,N,2,）,。,保障树脂充分再生,1,）使用粗盐或再生专,用盐。,2,）吸盐口在盐缸底部，,保障吸入足量的饱和,盐水。,3,）及时补充再生用盐，,保证盐缸内有足够的,未溶解盐。,4,）观察盐缸补水情况,及控制器工作情况。,1.1.5,活性炭吸附,?,活性炭有非常多的微孔和巨大,的表面积，因而具有很强的物,理吸附能力,。,?,水中的有机物、致热源、残余,氯、色素等用活性炭可除去,。,?,如果超过活性炭的吸附能力，,有机物将漏掉进入水中。,?,活性炭再生困难，一般要定期,更换。,活性炭除氯,?,活性炭除氯不是单纯的物理吸附，而是,在其表面发生催化作用。,Cl,2,+H,2,O,HCl+HClO,HClO,HCl+,O,原子氧与碳原子由吸附状态迅速地转变,成化合状态：,C+2,O,CO,2,?,氯与活性炭的反应可如下式,:,C+2Cl,2,+2H,2,O,4HCl+CO,2,活性炭罐技术要求,1),保障水与活性炭的接触,时间,大于,10,分钟,。,2),采用双罐结构。选用硬,质果壳炭。,3),定期反冲，建议每周,2,次。,4),保障控制器工作正常，,供电、时间调整。,5),监测活性炭罐出水残余,氯，每天一次。,1.2,预处理的维护与检测,?,每天检查活性炭罐出水残余氯量，评定,活性炭罐的情况。,?,定期反冲砂滤、活性炭罐。一般每周两,次，目的：冲去截流物质、松动滤料。,?,每天检查树脂罐出水硬度。补充氯化钠，,观察吸盐情况。根据用水量，定期对树,脂进行再生。,?,观察各自动控制器工作情况。,砂滤罐、活性炭罐的工作与反冲,每天一次。,软化水总硬度：,AAMI,推荐,1GPG,（或,17.2PPM,）,软化罐出水硬度检测,软水试剂监测树脂罐出水硬度,显色剂主要成分，铬黑,T,铬黑,T,与钙、镁络合后,显红色,残余氯,?,残余氯有较强的氧化性，如和血液接触将导致溶,血、血细胞数量下降等严重后果。,?,残余氯对膜有侵蚀作用,。,残余氯,指测量时，水中化合氯与游离氯的总和,。,化合氯,指一种或多种氯胺化合物，它是由氯和存,在于水中的氨的化合物反应而生成的,。,游离氯,指水溶性分子氯、次氯酸或次氯酸根。,有效氯,指氯化剂所含的氯中可起氧化作用的比例,。,活性炭罐出水残余氯监测,每天透析治疗前,进行监测,发现第一个罐,出,水超标时应及时,反冲或更换活性,炭,第二个罐出水超,标必须立即处理,余氯监测仪,余氯试剂，（托立丁,),遇氯显黄色，色度与氯,含量有关,2,反渗透系统,2.1,反渗透组件,2.1.1,分离膜的种类,2.1.2,反渗透的脱盐率与回收率,2.1.3,反渗透原理,2.1.4,反渗透膜的结构,2.1.5,膜元件的性能、参数及影响因素,2.1.6,膜的特性,2.1.7,膜的透过机理,2.1.1,分离膜的种类,2.1.2,反渗透系统的脱盐率和回收率,A,：溶质平衡公式：给水溶质含量等于产品水和浓水,溶质含量之和。,给水溶质含量,=,产水溶质含量,+,浓水溶质含量,反渗透膜的脱盐率：浓水的含盐量,/,进水的含盐量,（,99%,）,反渗透系统脱盐率：反渗透膜排列、组合有关,（,98%,）,B,：流量平衡公式：给水流量等于产水量和浓水流量,之和。,给水量,=,产水量,+,排水量,反渗透膜的回收率：产水量,/,进水量,，单只膜回收,率小于,18%,反渗透系统回收率：一般控制在,60-75%,2.1.3,反渗透原理,?,渗透作用是水分子从低浓度溶液经半透膜到高浓度溶液的现,象,。,?,在高浓度溶液一侧用辅助加压则可使水分子从高浓度溶液经,半透膜跑到低浓度溶液一侧，这便是反渗透。,浓,溶,液,稀,溶,液,半,透,膜,A,浓,溶,液,稀,溶,液,半,透,膜,渗,透,压,B,浓,溶,液,稀,溶,液,半,透,膜,外加,压力,C,2.1.4,膜的结构,?,目前膜的构型主要有平板式、管式、,卷式和中空纤维式,。,?,膜有醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜,和复合膜等,。,?,复合膜有三层组成，它们是：最上,层的超薄脱盐层、中间是多孔聚砜,内夹层、下面是聚酯支撑网层，脱,盐层厚度为,0.2,m,。,分离机能层,(0.2,m),卷式反渗透,2.1.5,膜元件的性能、参数及影响因素,?,反渗透膜的性能由三个因素表述,：,产品水,流量；脱盐率；运行稳定性,。,?,这些因素又受下列条件制约；第一，给水特性，,如温度、溶解物和固形物等；第二，膜本身的,特性，如膜的材料、结构等；第三，运行条件，,如压力、回收率等,。,2.1.6,膜的特性,?,膜的方向性，只有反渗透膜的致密层与,给水接触，才能达到脱盐效果,。,?,离子透过膜的规律，一般来说，,1,价离子,透过率大于,2,价、,2,价大于,3,价,。,?,K,+,Na,+,Ca,2+,Fe,3+,2.1.7,膜的透过机理,?,膜去除有机物是建立在筛网机理基础上,的,。分子量大于,300,的物质被截流。,?,膜有高的脱盐率是由于半透膜对离子有,排斥作用,。,膜表面对水分子有选择吸附作用,。,2.2,反渗透机的组成,2.2.1,反渗透机框架,。,2.2.2,压力管路；一般采用,PVC-U,或不锈,钢材料，耐压,2.6Mpa,2.2.3,高压泵,；它向膜组件提供平稳、不,间断的流量和合适的压力,。,2.2.4,电气、仪表、控制系统,。,2.2.5,膜组件的排列组合；常用给水串联，,产品水并联的方式,。,2.2.6,消毒装置。,2.2.1,反渗透机框架,2.2.3,高压泵,；,?,它向膜组件提供平稳、,不间断的流量和合适,的压力,。常规复合,膜需要,1.6MPa,对低,压复合膜需要,1.05MPa,。,2.2.4,电气、仪表、控制系统,电器控制：动力电源,一般选用,380V,三相,电源，控制电源选用,24V,低压直流电源。,RO,系统控制包括仪,表指示参数、报警、,高压泵控制、电磁阀,控制、消毒控制等。,显示仪表,显示仪表有：进水、产,品水电导率显示记录，,进水、产品水、排水,流量指示记录，进水、,产品水余氯显示，进,水、高压泵进出口、,产品水压力显示记录，,进水温度、,pH,值显,示,2.2.5,膜组件的排列组合,浓,水,给水,产品水,浓水循环,高压泵,RO,装置,流量计,流量计,针型阀,针型阀,双级反渗透系统,采用双级反渗透系统，第一级反渗,透出水作为第二级反渗透的进水，,在一级系统除盐率,98%,的基础上，,第二级在除去,80%,盐类物质。,二级,RO,系统,2.2.6,反渗透的清洗消毒装置,清洗箱,清洗泵,反渗透机,保安过,滤器,反渗透膜,高压泵,反渗透主机和供水管路热消毒,2.3,反渗透去除污染物的局限性,A,对化学污染物去除的局限,反渗透膜的性能：脱盐率、,不能除去溶,解性气体（氯）,反渗透系统设计：浓水再循环,B,对微生物污染的去除,理论上：反渗透膜能截流分子量,300,的,有机物，微生物将被截留。,反渗透去除污染物的局限性,?,反渗透膜可截留分子量大于,300,的物质，,细菌、病毒、内毒素均被截留，但事实,上细菌、内毒素却存在于透析用水中。,分析原因有以下可能性：,a,微生物透过膜,材料的微观缺损。,b,透过松动的,O,型环或,其它密封材料。,c,给水或预处理造成微生,物的严重污染。,d,产品水输水管路及储水,容器被污染。,2.4,反渗透系统常规运行维护,2.4.1,严格按使用说明进行操作。,2.4.2,记录运行数据；电导率、产品水量、,工作压力、硬度、余氯。,2.4.3,定期对膜清洗、消毒。,2.4.4,维持合适的系统压力与回收率。,2.4.5,防止膜污染。,2.4.6,产水量、水质下降的对策。,2.4.2,记录运行数据；电导率、产品水,量、工作压力、硬度、余氯,水处理系统维护检测记录（,年,月）,项目,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,0,1,1,1,2,1,3,14,15,16,系统进水压,过滤器更换,前,后,软水器,硬度,加盐,活性碳,游离氯,RO,进水压,工作压,电导度,反渗水产水量,系统消毒,系统运行正常,签名,备注,碳酸钙垢、金属氧化物垢用,2%,柠檬,酸溶液，,pH,值调到,3,（氨水）。,硫酸钙垢用,2%,三聚磷酸钠溶液，,pH,值调到,10,（硫酸）。,消毒剂：,医院常用过氧乙酸、,专用反渗透膜清洗剂,。,1,记录数据,2.4.3,定期对膜清洗、消毒。,2,碱性清洗剂循环,浸泡清洗,3,酸性清洗液循环,浸泡清洗,4,消毒剂循环浸泡,清洗,6,投入使用,5,反复清洗,检测清洗剂残留,OK,OK,OK,OK,OK,2.4.4,维持合适的系统压力与回收率。,?,反渗透系统回收率提高，产品水质降下。,?,水浓缩系数,CF=1/,（,1-Y,）,Y=,回收率。,?,若回收率为,75%,时，则进水被浓缩,4,倍。,Y,10,20,30,40,50,60,70,75,80,90,95,CF,1.11,1.25,1.43,1.67,2.00,2.50,3.33,4.00,5.00,10,20,2.4.5,防止膜污染。,?,膜污染包括：膜表面上结垢，金属氧化,物的污染，污堵，胶体污染，微生物污,染等。,?,保障预处理完整良好运行。,?,控制回收率，降低浓水中离子浓度。除,去结垢离子。加装保安过滤器。定时低,压反冲,2.4.6,反渗透装置,产水量,下降,原因和对策,表现：反渗透机产水量下降,10%,以上，多,台透析机低水压报警。,1),低压力运转：提高运行压力,(1.05MPa),。,2),发生膜组件的压密：更换膜组件。,3),温度降低：提高水温。,4),在较高的回收率条件下运行：降低回收,率。,5),膜表面污染：清洗膜表面。,表现：脱盐率下降，电导率明显增高,（,10%,）,1,）低压力运转：提高运行压力。,2,）膜组件的破损：更换膜组件。,3,）密封件泄漏：更换密封件。,4,）回收率升高：降低回收率。,5,）给水余氯的浓度过高，膜被氧化：更换,活性炭，膜组件。,2.4.6,反渗透装置产水,质量,下降原因和对策,2.5,反渗透机出水的检测,2.5.1,电导率检测,2.5.2,化学污染物的检测,2.5.3,生物污染的检测,2.5.1,透析用水电导率监测,?,电导为电阻的倒数,L,1,R L,I,V,单位为,S,（西）,式中,L,为电导，,R,为电阻，,I,为电流，,V,为电压。,?,电导和导体的截面积成正比，与其长度成反比，比例系数,称为电导率,S,cm,（,1S,cm,1000m S,cm,1m S,cm=1000S,cm,）。,?,电导率能反映透析用水的含盐量,，但不能判断各种离子是,否超标。,如钠离子,3mmol/L,时,相当于,178 mg/L,氯化钠,溶液，此时电导率是,360s/cm,。,?,纯水的电导率应为,5.5,10,-8,S,cm,-1,=0.055s/cm,(25,),。,?,电导率监测能反映反渗透机的脱盐率,（,1-,产水电导率,/,进水,电导率）。,2.5.2,化学污染物的监测,?,应将透析用水送到具有国家认证的检测机构检测，以,判断透析用水化学物质是否符合标准。,?,取样：应在反渗机的反渗水出口处和管路,循环末端,处,采样，容器应符合规定，取样时反复用出水冲洗,。,2.5.3,透析用水微生物污染的监测,水中微生物包括藻类、真,菌、细菌、孢子和病毒等，,常用细菌培养的局限性，,因培养的条件如温度、时,间、环境与实际情况存在,较大差异，较多微生物无,法在现有条件下培养。常,规细菌培养无菌，不能说,无微生物。,细菌培养按质,控要求每月一次,，取样点,同上。,透析用水内毒素的监测,?,内毒素是革兰氏阴性菌,细胞壁外壁层上的物质，,一般认为只有当革兰氏,阴性菌解体后才能释放,内毒素，内毒素分子量,一般在,2000Da,以上。,?,按质控要求,每三个月至,少一次,，取样点同上,3,透析机供水系统,?,输送管路及储存容器选用卫生级器件，,管路直径合理，如,U-PVC,、,316L,不锈钢,管，减少接头，避免水流盲区，单路循,环，管径细，路径短。,?,透析机串行连接。,?,管路水流速大于,0.4m/s,15mm,管路水处理产水量大,于用水量,4.2L/min,20mm,管路大于用水量,8.4L/min,非直供方式,