水处理

水处理王勇平水？自然水中94%是咸水，主要存在海洋中；约4%上淡水，一部分以冰的形式存在另一部分为地表水，河水、湖水和地下水，被人类利用的还不足1%。如果把自然水变成饮用水（自来水）还要进行消毒。可见自来水不是纯水，其所含的物质会改变透析液的成分。自来水水处理透析液一、如何把自来水变成透析用水ATERTREATMENTFORDIALYSIS微生物砂滤活性碳滤器软水器除离子器or反渗供水系统LogCFU/ml透析用水处理W•它是水处理系统水动力最前端来源•为后续水处理提供一定流量和压力的给水•自来水进入水处理一般是3kg压力加压系统1、沙滤机械性过滤系统包括：膜过滤器，可清除小至0、2um的颗粒；沙过滤器，可清除25-100um的颗粒；缠绕卷筒过滤器，可清除1-100um的颗粒；机械过滤器只能除去水中的泥沙、藻类悬浮颗粒，并不能清除细菌微乳化溶解的物质。采用石英砂或滤芯作机械过滤砂床是由大到小的石英砂排列组成（2-4层）正常工作时水经过填料层层过滤，最终从缸体底部通过带有防漏网罩的中心管，流出缸体，进入下一个系统。经过一段时间在填料层留下许多过滤下来的杂质及泥沙、藻类和悬浮物。因此，要定期反冲。反冲：来水将逆向于正常方向，从管子进入到滤缸底部，然后从石英沙的底部层向上流动。最终将上层残留的杂质浮起，由废水口排除。沙滤过滤机械过滤器只能除去水中的颗粒杂质，以及大分子量的有机物腐植酸和其它胶体物。由于水中含用大量的次氯酸、氧化铁等腐蚀性物质，如采用不锈钢材质长时间运行，容易使过滤器产生腐蚀，造成沙眼等漏水现象。2、活性炭吸附活性炭具有多孔和很强的吸附能力，可以吸附水中相对分子质量（60-300）较底的有机物，余氯、氯胺、致热源和色素等。余氯或氯胺作为消毒剂加入自来水的，只有活性炭能有效清除。值得提醒的是活性炭吸附饱和后，会释放所吸附的物质进入进净水系统，故需要经常测定水中余氯。本装置采用果壳型碳、具有吸附好的特点。残余氯1、残余氯：是指测量时，水中化合氯与游离氯的总合残余氯有较强的氧化性，如和血液接触将导致血细胞下降等严重后果。残余氯对反渗膜有侵蚀作用。2、化和氯：是指一种或多种氯化氨化合物，它是由氯和存在水中的氨的化合物反应而生成的。3、游离氯：指水溶性分子氯、次氯酸或西氯酸根。4、有效氯：指氯化剂所含的氯中可起氧化作用的比例有机物氯氯胺铝钡镉铬铜氟化物汞硫酸盐锌活性炭滤器活性炭滤器C主要功能将水中产生硬度，除去水中钙、镁离子，从而达到反渗机所需要的水硬度要求。常用的填料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时，发生以下化学反应：2RNa＋Ca2－可逆－2Ca＋2Na从而将水中大部分钙、镁离子去除，达到软化的目的。3、软化装置经过一段时间使用后，树脂中结合钙镁离子将处在饱和状态，这时候如果再有水通过树脂层的话起不到软化作用，此时对树脂就要进行再生了再生：是执行上述化学反应的逆过程。既用一定量的饱和盐水，利用盐水中的钠离子，将树脂中已结合钙镁离子置换出来，进而排出软水缸外，使树脂从新回到原来的状态。软化铝钡镉铬氯氯胺铜氟化物汞有机物硫酸盐软水器钙镁软水器S根据各地区水质情况不同来加装除铁装置：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MnO2铁离子与锰砂接触即可将Fe2+氧化成Fe3+。生成的Fe3+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。根据情况定时进行反清洗除去沉淀物。除铁装置4、去离子装置利用氢离子和氢氧离子转换水中的阴离子和氧离子可以除去90%以上的阴、氧离子。但不能除掉余氯、氯胺、细菌和致热源。优点去处可溶无机物费用低可再生隐患对颗粒/细菌/内毒素无效可产生促进细菌生长的树脂颗粒有机物氯氯胺颗粒细菌内毒素铝钡镉铬铜氟化物汞硫酸盐去离子床去离子床D5、反渗透装置反渗机的原理上利用高压将初步处理过的水分通过半膜，将水与杂质分开，供水中的各种离子无法通过。产生纯净水。反渗透膜能有效地排除水中溶解的无机物、有机物、细菌、热源和颗粒。相对分子量大200um的物质不能通过反渗膜。但反渗膜对水温的依赖较大低与15度水很难处理，而高与36。7度热水又会损害反渗膜。水温7度时产水量减半。反渗透法是目前血液透析水处理设备方面较为合适的方法。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0.2μm膜的结构膜的性能由三个因素决定：①产品水流量；②脱盐率；③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、回收率的等。透水量qv.w可由下式确定qv.w=kw(△p-△Ⅱ)S/δ透盐量qm,s可由下式确定qm,s=ks(Δc)S/δ水温度升高透水量增大，一般温度每改变一度透水量约改变3%膜的性能、参数及影响因素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。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反渗透原理有机物氯氯胺反渗透平均脱盐率达85-98%反渗透R铝钡镉铬铜氟化物汞硫酸盐颗粒细菌内毒素有机物氯氯胺铝钡镉铬铜氟化物汞硫酸盐颗粒细菌内毒素反渗透活性炭滤器反渗透OsmoticPressurewater半透膜water半透膜反渗透R优点有效去除颗粒、细菌、内毒素、胶体及可溶无机物维护简单水的纯化度达99%缺点投资较高需对来水进行预处理再生困难反渗透R给水产品水浓水循环高压泵RO装置循环的RO系统双级循环系统典型透析水处理系统的构成及供水系统（传统）Inlet水砂滤活性炭软水器5微米滤器反渗透超滤器储水箱供水循环透析位透析用水的制备D典型透析水处理系统的构成及供水系统（传统）Inlet水砂滤活性炭软水器5微米滤器反渗透超滤器储水箱供水循环透析位透析用水的制备D典型透析水处理系统的构成及供水系统（传统）Inlet水砂滤活性炭软水器5微米滤器超滤器供水循环透析位透析用水的制备D微生物透析机浓缩液透析器供水系统LogCFU/mlLogCFU/ml透析液制备D血液透析用水的生物污染要求细菌计数（CFU/mL）内毒素（IU/mL）欧洲标准（1997）≤100≤0.25日本标准（1995）＜200无特殊要求瑞典标准（1997）＜100＜0.25美国AAMI标准（1996）≤200无特殊要求透析用水的标准(mg/L)钙2硫酸盐100镁4铜、钡、锌0、1钠70铝0、01钾8砷、铅、银0、005氟0、2镉0、001氯0、5铬0、014氯胺0、1汞0、0002硝酸盐2硒0、09细菌＜100cfu/ml菌落数细菌内毒素落数1Eu/ml单位国家食品药品监督管理局ISO13959:2002(血液透析和相关治疗用水)2006年1月实施•铝•氯胺•铜•氟化物•硝酸盐•硫酸盐•锌饮用水标准中未加限定的污染物T二、水质的影响污染物质浓度（mg/L）毒性作用或症状铝60X102透析脑病钙/镁88血钙、血镁过高、恶心呕吐硫酸盐200恶心、呕吐、代谢性酸中毒氟化物1骨软化、骨疏松或其他骨病硫酸盐21变性血红蛋白血症钠300血钠过高、高血压、脑水肿、头痛、心悸、呼吸困难铜4、9X10肝损坏、贫血、发冷头痛锌2、0X101贫血、恶心、发热、呕吐致热源怕冷、发热氯胺2、5X101溶血、贫血污染物来源S铝凝聚剂氯胺杀菌剂铜自然溶解氟化物龋齿预防硝酸盐细菌和化肥锌电镀三、水处理系统维护和水质监测水处理中容易发生细菌繁殖，尤其多见于滤器、活性碳、软化器和去离子树脂等部位。活性碳吸附前的前级处理消毒可采用加氯的方法，浓度以0、3mg/L为宜。主处理和后处理的消毒根据厂方要求进行。常用甲醛和过氧乙酸消毒，一般1次/月。内置于透析机内的滤器在透析后参与消毒。滤器和树脂的维护为了防止细菌繁殖和杂质堵塞，滤器（沙滤、碳滤）和树脂应定期反冲。沙滤可每日和隔日反冲，15-30分钟/一次。碳滤无法通过冲洗再生（冲洗只能清除其中生长的细菌。每毫升菌落数超过200个，则应增加冲洗次数。检测活性碳吸附效果主要方法是测定水中的含氯量，如超标，立即更换活性碳。软化水的监测，主要测定钙镁离子的含量或水的硬度。软化中的离子交换树脂应每天再生，再加盐1、严格按使用说明进行操作。2、记录运行数据；电导率、产水量、硬度、余氯。3、定期对膜清洗、消毒。4、维持合适的系统压力。5、定时低压反冲。6、防止膜污染。反渗透系统运行和维护膜污染包括：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。控制回收率，降低浓水中离严格按使用说明进行操作记录运行数据；电导率、产品水量、浓水量、硬度、余氯。定期对膜清洗、消毒。维持合适的系统压力。定时低压反冲。防止膜污染。子浓度。除去结垢离子。加装保安过滤器。定时低压反冲防止膜污染反渗透装置产水量下降原因和对策。低压力运转：提高运行压力到1.5MPa。发生膜组件的压密：更换膜组件。温度降低：提高水温。在较高的回收率条件下运行：降低回收率。膜表面污染：清洗膜表面。给水余氯过高：更换活性炭反渗系统常见故障处理原水（自来水）砂滤罐软水器碳滤器反渗机布水（病房）管路透析机（浓缩液）細菌量logCFU/ml1,细菌膜生长速度比以前预想的快(通水数天后即开始)2,目前所有依靠化学消毒的水处理都是间歇式消毒,两次消毒之间有数天间隔,所以细菌膜生长不可避免3,细菌膜一旦生成,很难用化学消毒方法去处4,所以,最好的消毒方法就是每天都做,根本不让细菌膜生成5,考虑到消毒剂成本,人工成本等因素,自动热消毒是最好方法细菌膜生长过程热消毒原理示意图水处理主机内部的加热单元每晚将精确控温的热水注入病房管路,整夜不停的循环消毒.管路和之上的阀门均经特殊处理,保证主管路内所有位置均能接触到热水一般的化学消毒,消毒液只能达到主供水管,而不能达到主水路和血透机联结的软管,更绝对无法同时对血透机进行消毒.所以,一般化学消毒有其无法达到的“盲区”.但H系列水处理不同,它能让最高90摄氏度的热水通过软管进入血透机,完全避免盲区的出现.(示意图见下页)如果血透机本身亦有热消毒功能则可配合水处理同时进行热消毒,这样,包括主管路到血透机之间的软管都接受热消毒,真正做到病房管路内完全无死腔(同时可大大简化血透机消毒的操作)热消毒沙芯需要定期更换，依其清洁度决定频率水箱需要定期做细菌-培养，清洗消毒供水管道定期冲洗。冲洗时应将所有的出口都打开冲洗，包括平时不用的出口，以防盲端细菌生长其它水处理系统的配置及水质监测配置水处理系统主要考虑两个问题：一是用水量大小，决定水处理的规格、产水量。二是当地水质，决定采用那几种方式组合。1、透析机台数×透析班次/日×每班透析机使用时间×透析液流量即得到每日透析用水量。其中透析机使用时间包括准备阶段和结束冲洗所需要的时间。计算透析用水量(DP)Perm+Conc=softwater(5)250+84=334l/h(10)500+167=667l/h(15)750+250=1000l/h(20)1000+334=1334l/h(25)1250+417=1667l/h(30)1500+500=2000l/h2、冬天水温下降时，产水量减一半一般厂商标称的反渗机产水量为水温25度的标准。3、额外用水量的估计包括准备透析液、消毒液、复用透析器和血路管。今后透析机有可能增加的可能，应留有发展余地。4、储水箱如水处理系统产水量不足，或为了在水处理系统发生故障时，可在反渗机后储水箱作为补尝。反渗水进入水箱，再通过假压泵后送至血透机。5、紫外线消毒紫外线可以有效地杀灭水中的细菌，必要时可在通往透析室之前的管道上安装紫外线消毒装置。•细菌积聚地软水器活性炭滤器去离子罐•