淺談醫(yī)用純水設(shè)備的自行組建

陳維杰

（南方醫(yī)科大學(xué)順德醫(yī)院，廣東 佛山 528300）

醫(yī)院的日常運(yùn)作需要大量的高純水，像檢驗(yàn)科、供應(yīng)室、麻醉科、中心實(shí)驗(yàn)室都對(duì)純水有大量需求。過往醫(yī)院都是通過制作蒸餾水來滿足需要。20世紀(jì)90年代開始，隨著反滲透技術(shù)的推廣普及，逐漸使用進(jìn)口純水設(shè)備來制作科室用水，其有方便快捷、消耗少、占地少等好處。

1 純水設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

純水設(shè)備的核心部件是反滲透（RO）膜。圍繞RO膜，通常的做法是前面串接三級(jí)過濾濾芯，后面串接混床樹脂、微孔濾芯。

各級(jí)過濾的作用，按照連接順序具體如下：第一級(jí)過濾：過濾孔徑5μm的PP棉濾芯(聚丙烯熔噴濾芯)，用于阻擋水中大于5μm的鐵銹、泥沙、懸浮物和其他大顆粒物質(zhì)。第二級(jí)過濾：活性炭濾芯，常用的類型有顆?；钚蕴繛V芯（UDF）和壓縮果殼活性炭（CTO）2種。用于吸附水中的有機(jī)物、化學(xué)農(nóng)藥、余氯、異色異味等等。第三級(jí)過濾：過濾孔徑1μm的PP棉濾芯，用于阻擋上一級(jí)的破碎炭屑，以及水中大于1μm的各種顆粒物質(zhì)，是保護(hù)RO膜的最后一道屏障。第四級(jí)過濾：反滲透（RO）膜，其極高的致密度能截留水中的細(xì)菌、病毒、有機(jī)物、高價(jià)離子以及絕大部分鹽類。新的RO膜脫鹽率能達(dá)到98%以上，日后保養(yǎng)良好的話也能穩(wěn)定在90%以上（出水電導(dǎo)率約20μS/cm）。第五級(jí)過濾：混床樹脂，作用是進(jìn)一步脫除水中的離子，讓水質(zhì)達(dá)到使用要求。出水電導(dǎo)率可以達(dá)至0.067μS/cm以下（電阻率15 MΩ·cm以上）。第六級(jí)過濾：微孔濾芯，常用0.22或0.45μm過濾孔徑，用于去除樹脂碎片、膠質(zhì)顆粒和細(xì)菌，是制純水過程的最后一級(jí)過濾。

除此之外，純水設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)部件還有：壓力泵、壓力表、控制電路、水位開關(guān)、儲(chǔ)水箱、電導(dǎo)率計(jì)、紫外線消毒器。一般的制作純水工藝流程如下：自來水——>增壓泵——>前級(jí)過濾——>壓力泵——>反滲透膜——>混床樹脂——>紫外線消毒——>微孔過濾——>儲(chǔ)水箱。

其實(shí)，第一到三級(jí)的前級(jí)過濾，最終所起的作用就是為了保護(hù)RO膜。而水的脫鹽提純，靠的就是RO膜和混床樹脂。明白這個(gè)道理后，就可以自行組建純水設(shè)備。

2 自行組建純水設(shè)備的方法

首先，根據(jù)科室每天的用水總量、高峰時(shí)間的最大耗水量，來確定選擇哪種型號(hào)的RO膜。然后，根據(jù)科室用水要求的電導(dǎo)率，來搭配混床樹脂。最后，再串接前級(jí)過濾和末級(jí)過濾，并按照所選RO膜的工作壓力來搭配壓力泵，做好控制電路。

下面以本人工作的醫(yī)院科室為例子，作具體的說明：

（1）檢驗(yàn)科。純水主要用于日立7600-210ISE全自動(dòng)生化分析儀，該設(shè)備每小時(shí)耗水約60L，要求水質(zhì)電導(dǎo)率6μS/cm以下。根據(jù)耗水量，選擇透水量600GPD的RO膜 （每小時(shí)出水量約90L），則完全能滿足設(shè)備的正常使用以及科室的其它日常需要。后面搭配普通的混床樹脂，水質(zhì)則可達(dá)到6μS/cm以下。目前市面常見的混床樹脂，如法國羅門哈斯的MB10、MB20，性價(jià)比很高。600GPD的RO膜只需60psi（0.41MPa）的工作壓力即可使用，一般調(diào)節(jié)在75 psi（0.51MPa）左右。與此匹配的壓力泵，在購買RO膜時(shí)都可以很容易買到。前級(jí)濾芯選擇20寸的規(guī)格，末級(jí)微孔濾芯選擇10寸的即可。至于控制電路，無非就是浮球水位開關(guān)控制繼電器，從而控制壓力泵，再附加一些保護(hù)電路，不難自行設(shè)計(jì)處理。自此，整套純水設(shè)備組建完成。

（2）供應(yīng)室、麻醉科。純水主要提供給大型清洗消毒機(jī)，用于清洗醫(yī)療器械，水質(zhì)電導(dǎo)率要求15μS/cm以下。設(shè)備最高每小時(shí)耗水量約500L，選擇8040型號(hào)的RO膜，透水量可達(dá)9600GPD（每小時(shí)約1500L）；也可以選擇次一級(jí)的4040型號(hào)RO膜（透水量2400 GPD），不過要搭配足夠大小的儲(chǔ)水箱。水質(zhì)要求15μS/cm以下，并不算高，而且出水量要求大，若用混床樹脂進(jìn)一步提純，會(huì)有成本高、維護(hù)麻煩等缺點(diǎn)。所以這里不用混床樹脂，采用雙級(jí)反滲透，即增加一級(jí)RO膜過濾。這樣，即使RO膜性能有所下降，但水質(zhì)還是可以保持在15μS/cm以下，滿足使用要求。沒有混床樹脂，微孔濾芯也無須裝置，多一級(jí)RO膜則要配備多一臺(tái)壓力泵以及中間水箱。至于其它濾芯的尺寸規(guī)格、壓力泵的型號(hào)，根據(jù)RO膜的工作參數(shù)要求來選擇即可，控制電路的設(shè)計(jì)原理與上文說的一樣。

（3）中心實(shí)驗(yàn)室。醫(yī)院有些科研、實(shí)驗(yàn)用水，需要水質(zhì)電導(dǎo)率達(dá)到0.067μs/cm以下（電阻率15MΩ·cm以上）。由于用水量一般很小，主要是對(duì)水質(zhì)有高要求。設(shè)計(jì)純水設(shè)備時(shí)，重點(diǎn)在于后級(jí)的混床樹脂上，必須采用高級(jí)拋光混床樹脂。其離子交換的能力極強(qiáng)，能長期保證水質(zhì)達(dá)到0.067μS/cm以下。其余部件選配，道理大同小異。

3 經(jīng)驗(yàn)心得

（1）RO膜是設(shè)備最核心的部件，保持RO膜的高性能，延長其使用壽命，是維護(hù)設(shè)備工作的重點(diǎn)。而RO膜最大的敵人，不是水中的顆粒雜物，而是余氯。自來水中的余氯是強(qiáng)氧化劑，會(huì)對(duì)RO膜元件發(fā)生降解作用，造成不可恢復(fù)的破壞。大約1PPM的余氯在200～1000小時(shí)就可能使膜元件發(fā)生降解。目前常用的去除余氯的方法是采用活性炭吸附法。但本人實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這個(gè)方法的效果并不好，活性炭并不能快速、高效地去除余氯。而且品質(zhì)高的活性炭，價(jià)格比較貴。經(jīng)過查找，目前高效、高性價(jià)比的除氯材料是亞硫酸鈣球。在活性炭后，單獨(dú)增加一級(jí)亞硫酸鈣球過濾，能輕松做到出水余氯低于0.1ppm，確保RO膜的工作性能，延長使用壽命。

（2）很多純水系統(tǒng)的前級(jí)，會(huì)有軟水處理的工藝環(huán)節(jié)。維持軟水處理，需要定期添加食鹽（Nacl），對(duì)樹脂進(jìn)行再生。本人實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)純水水質(zhì)要求不大于電阻率10MΩ·cm時(shí)，可以去掉軟水環(huán)節(jié)，能節(jié)省大筆的成本費(fèi)用。而即使水質(zhì)要求高，只要用水量很小，例如實(shí)驗(yàn)室用水，因?yàn)槭褂酶呒?jí)拋光混床樹脂，出水質(zhì)量高，同樣可以去掉軟水環(huán)節(jié)，不會(huì)影響到使用需要。

（3）PP棉、活性炭、亞硫酸鈣球、微孔濾芯需要定期更換。更換頻率要具體視醫(yī)院的進(jìn)水水質(zhì)而定。

（4）RO膜、混床樹脂、各級(jí)濾芯、濾筒、壓力泵等，都可以在網(wǎng)上購買到，很方便。

自行組建純水設(shè)備，能為醫(yī)院節(jié)省大筆費(fèi)用，而且維修維護(hù)也很方便、人性化。其技術(shù)難度并不復(fù)雜，請各位同行參考。