血液透析用水处理设备日常维护与感染控制的关系

熊仁杰 黄炽雄

1 香港大学深圳医院血透中心 （广东 深圳 518000）2 南方医科大学深圳医院医务部设备办 （广东 深圳 518000）

内容提要： 随着近些年肾脏病学和血液净化学的逐步发展，血液透析治疗也在全国各级医疗机构逐步开展，随之，各种更加高科技高水平高质量的血透设备的使用率也逐渐提高，但是就这些设备而言，由于血透设备的高科技以及操作复杂性，为其维护和管理带来了一定的隐患，特别是血液透析用水处理设备，在血液透析中的应用风险相对较大。因此，需要采用一定的管理方法对此设备的管理进行加强，从而保证设备的正确运转和患者的治疗安全。鉴于此，本文从水处理设备的结构剖析、设计要点、水处理设备的日常维护和管理要点等方面进行了探讨，总结了水处理设备日常维护方法，特别是水处理设备的日常维护与感染控制方面，以期对相关从业人员有所帮助。

血液透析是对设备依赖性很强的一种治疗方法，长期以来人们普遍关注的是透析器、透析机的换代更新，水处理技术的发展和设备维护显得不那么重要，但随着国家不断加强对于血液净化治疗的规范性管理和血液净化学的发展，水处理技术对透析质量和透析安全的重要性日益凸显，因此，水处理系统的日常维护管理与反渗水的水质也就成了透析治疗环节中的重点把控环节。

1.水处理设备的结构

目前市面上水处理设备通常由三个基础部分组成：预处理系统、反渗透系统和反渗水分配系统。

1.1 预处理系统的构成

预处理系统在反渗透系统前进行初步处理，防止后面一些更敏感的部件被污染或损坏。这一过程通常包括大颗粒的过滤沉淀、小颗粒的过滤、离子交换和吸附等。在特殊情况下，可能会增加化学药剂注入等技术手段。

1.1.1 原水供应系统。包括符合自来水法规中水质标准的自来水或经过适当处理的地下水、增压泵、温度混合/调节阀和原水储存罐。而温度混合/调节阀必须要保证原水水温较低时，能够弥补因水温下降导致的产水量下降的影响或供水温度超过厂家设定的上线时，对原水进行冷却。而对不能保证原水供水连续性的设备，则必须要加装原水储存罐和增压泵，以保证供水的流量和压力。水压一般控制于0.3～0.5Mpa间，自来水水压＞0.3Mpa的系统可不加装增压泵。

1.1.2 过滤装置。预处理系统过滤的主要工作过程是深部过滤、表面过滤和过流式过滤、离子交换和吸附。

（1）多介质/沉淀物过滤器：多介质/沉淀物过滤器由大小不同的砾石层和沙层构成，按照介质直径大小由粗到细排列，过滤水中悬浮物质，保护下游其他设备。

（2）活性炭过滤器：活性炭是一种用来去除某些微量有机物的吸附过滤介质，其主要通过活性炭颗粒的微观多孔结构吸附去除水中有机物质、活性氯、氯胺、致热源和色素等。

（3）离子交换器：离子交换器又称软水器或离子去除装置。是通过钠基阳离子交换树脂本身携带的单价钠离子交换水中的二价钙镁离子，以及其他铁、锰等阳离子的原理来降低原水硬度，预防碳酸钙结垢引起反渗透膜的性能下降，以及可能对其造成的不可逆损坏。

（4）滤芯过滤器：滤芯过滤器的工作原理是表面过滤、深部过滤，或两者结合。滤芯基本上都是一次性过滤材料。如绵、聚丙烯等。被用在水处理系统不同的部位上有不同的作用，分别用作大颗粒和小颗粒的过滤。

1.2 反渗透系统的构成

反渗透系统是水处理设备中包含多方面的部件，其中的压力容器外壳、装置框架、压力管路、调节和控制阀门、高压泵、反渗透膜等多种装置，均属于其中的核心装置，其中核心元件是反渗透元件。

1.3 反渗水分配系统的构成

反渗水分配系统指分配管路系统，把透析用水输送到透析机或者其他使用掉。必须保证所供透析用水的压力和流速，以满足血液透析机、集中供液或其他使用终端的需求，同样也要保证其化学和微生物质量。

2.预处理系统与感染控制

预处理的作用是对原水进行初级净化。预处理设备的选择取决于供水的质量和对产水的要求，在设计预处理部分时，关键在于根据化学污染物和生物污染选择设备种类。

原水在供日常使用时，为防止管道中细菌滋生，被添加一定量的氯等作为消毒剂，预处理系统中的活性炭过滤装置虽会100%地消除水中的氯，但不含消毒剂的水由于其离子和其他营养物质的存在，会导致细菌生长速度增加，水中细菌快速繁殖，尽管反渗透系统能够很好的对细菌进行清除，但是与此同时，随着原水细菌水量的增加，反渗水内的毒素水平必然会得到上升，由此，对于进行预处理的整个过程，都必须给予严格的控制，特别是在对氯进行清除之后，相关的滤罐容量必须得到有效的前处理，在前处理容积与本透析中心的用水量匹配下，尽可能选择小容量滤罐。

另外，在滤料容积完全相同的情况下，对于选择，则应该尽可能选择使用高而细的，以此为基础，即使被处理水与滤料进行接触的时间完全相同，那么因为其所具有的流速更高，所以细菌在滤料中进行黏附以及繁殖的几率就相对更低。

3.反渗透装置与感染控制

透析用水处理系统主要采用卷式结构的薄复合反渗膜，是由数个独立的膜片构成，反渗透膜不仅有很高的脱盐率，且也可当作一个很精密的过滤器，可以除去细小悬浮固体、细菌和内毒素等，目前大部分的反渗透膜都被设计成过流式过滤，但在对原水的分离过程中，水分子透过膜后，水自身则能够沿着反渗透膜的表面呈切向进行流动，并且在其进行切向流动的同时，一部分水能够经过反渗膜并形成反渗水，在水中所附带的离子以及杂质，则无法穿透反渗膜，所以会留在反渗透膜的原水一侧，在原水侧靠近反渗膜的一部分，同样能够形成一个水层，但是该水层的浓度相对于原水的水层更高，使此层与给水流的浓度出现较大的浓度梯度，导致浓度极差现象出现，浓度极差化使膜渗透压升高，使反渗水透盐量增高，导致膜的结垢物质沉淀增加，同时促进膜表面的胶体污染，缩短反渗膜使用寿命，甚至导致反渗水水质下降，因此反渗透系统在实际运行中应严格按照膜生产厂家的设计指导系统运行与定期消毒。

4.反渗水分配系统的设计选材与感染控制

反渗水分配系统的设计及材料的选取关系到透析水质的关键。

4.1 管路设计方面

要确保分配供水管路的走向尽可能简单和保持直线，避免多于的区域和长时间零流量，最短的管路长度以及最少的配件和连接头（如果连接头的长度超过管径直径的2～3倍，在消毒过程中要特别注意对这部分的消毒），最小的压力损失，供水循环管路的出水和回水应包含合适的取样点。

4.2 管道尺寸的选择

应根据需求选择合适的尺寸，如果出现尺寸偏大的情况，流速就会随之降低，在管道壁的部分，细菌进行附着和繁殖的几率也就会出现大幅度的增加；而如果出现了尺寸偏小的情况，流速就会随之增加，其中出现的压损，也就会在一定程度上增加。为防止分配供水管路中生物膜生长，一个重要设计标准就是水流成湍流状态，管路中最低流速应保持在1～3m/s。

4.3 管道材质的选择

输送管路设计尽量选用抗菌材质、管材内表面平滑度不易为菌落附着形成生物膜，材质能承受高压以及热水、蒸气、臭氧及化学等各种消毒方式而且无金属等有机物质的溶解析出；接合施工技术以无缝溶接工法为佳。

4.4 供水方式

可分为直接供水方式和非直接供水方式，直接供水中间没有任何存储环节，该方式可以很好地防止微生物在反渗水中繁殖。非直接供水反渗水的存储，在此情况下，细菌进行繁殖的几率必然会出现大幅度的增加，所以一旦出现以上的情况，为了对细菌以及内毒素进行清除，就必须对多种相应的方式进行采用。在通常情况下，对于灭杀细菌主要应该采取紫外线照射的方式，进行紫外线照射以后，再使用内毒素过滤器对内毒素进行有效过滤。虽然可以在一定程度上减清污染，但其水质远远不能与直接供水方式相比。

水箱的设计：在部分中小型医院当中，由于条件相对有限，所以进行使用的缓冲装置仍为水箱，但是其所采用的水箱为经过特殊设计的水箱，其中的水输送管路的一体化设计，并且需要保持筒壁的光滑，坚决避免死角的存在。并且在对水箱进行制作的过程中，应该尽可能的对不锈钢材质的原料进行使用，将水箱的底部设计成为碗形或是圆锥形，排液口则应设计在水箱的最低处，并且在其内部，应该设置相应的喷淋系统，与大气相通时配备0.45μm疏水性空气过滤器。

5.水处理系统的日常维护与感染控制

维护可以被定义为“是一项经常性的工作，其目的是使一个设备可以在其原本设计能力和效率的要求下保持连续工作状态”。那么对于进行水处理的各方面设备，相关部门必须对其性能以及工作状况进行持续的监控和定期的维护，以保障其能够始终处于进行正常工作的状态之中。

5.1 水处理系统的日常维护与监测

①观察砂罐的工作状况是否正常，时间是否准确，砂滤器反冲2～3次/周（与碳罐，软水器错开）；②观察碳罐的工作状况是否正常，时间是否准确，碳罐自动冲洗2～3次/周（与砂滤，软水器错开），建议每日治疗开始前进行检测，总氯＜0.1mg/L为合格，总氯＞0.1mg/L，立即停止水处理设备供水；③对树脂罐进行工作的情况进行观察，要求控制阀能够对饱和盐水进行正常吸入，同时也能够正常向盐罐中进行注水，在盐箱的内部，未发生溶解的盐即为可见盐，其存在的体积应该在盐罐整体的1/3以上，如果发现其中的盐量不足盐罐整体的1/3，则应及时进行补充；④软水器再生2～3次/周（与砂滤，碳罐错开），建议每天透析治疗和消毒结束后监测水硬度。水硬度应＜（1GPG（或17.1mg/L)；⑤透析用水尽可能为直供反渗水，如为贮水罐供水必须为密闭装置；⑥原水保安过滤器应观察前后进出水压力差值在＞0.06mpa时应及时更换，进出水压力良好时，应保证更换周期应小于3个月；⑦反渗机工作时要观察高压泵出口、反渗膜产水（纯水）和排水（浓水）侧压力，反渗透机进水、产水的电导率、流量、进水温度等重要参数的变化。

5.2 多介质过滤器日常维护与感染控制

按类型多介质过滤属于快速深部过滤，当原水流经过过滤器时，原水中的微粒会逐渐聚集，并填满介质层的空隙。我们对多介质过滤器进行合理应用，能够对悬浮物以及胶体进行去除，但是在通常情况下，对其进行去除的过程属于物理过程，而其之所以属于物理过程，则是因为在水流经过过滤介质时，在过滤介质的表面，悬浮物以及胶体能够在其上进行附着。

对于已经经过过滤的水，其水质情况则由多方面因素进行决定，例如杂质以及过滤介质的大小，或是其形状和表面电荷情况等。在进行过滤方面，使用频率最高的介质为石英砂，其有小直径在0.5mm～1.2mm，设计层的就最小设计深度可以达到0.8m，在一般情况下，进行过滤的流速在10m/h～20m/h。随着通过滤料层进行过滤的水量逐渐增加，被截留的固体杂质也不断随之增加，以此为基础，过滤器进行进出水的压降则不能够出现一定程度的增加，并且与此同时，床层对悬浮固体杂质进行去除的能力将能够出现进一步的下降，并且挡降压增大到30～60KPa时，或是过滤水的水质出现一定程度的下降时，则必须对过滤器进行反洗，通过该方法对颗粒物进行拦截。反冲洗由自动控制器控制反冲洗程序，根据进出水水质及用量确定运行周期，一般每周反洗1～2次。

5.3 活性炭过滤器日常维护与感染控制

对活性炭过滤进行应用，主要在于对水中存在的有机物和残余的氯进行去除。对医用水进行处理，主要采用的活性炭为优质果壳类活性炭。采用活性炭对氯进行脱离，并非是单纯的对物理吸附作用进行应用，而是在其表面发生了一定程度的催化作用，由此，在氯通过活性炭的滤层时，能够以很快的速度进行水解，并从其中分解出原子氧。并且在对活性炭进行应用的过程中，不需要对活性炭吸附饱和的问题进行考虑，仅会出现的问题就是，活性炭会出现一定量的损失。

并且除以上之外，对活性炭进行应用，其还能够对水中存在的异味、有机物以及活性炭进行有效的去除，但因活性炭具有多孔结构，加之活性炭所吸附的有机物具有一定的营养，对于细菌来说是一个相对适合生长繁殖的环境，会产生细菌滋生和生物淤积的风险，活性炭层里微生物污染过多意味着反渗透设备中微生物的含量水平过高，可能对反渗透的渗透作用由负面的影响。活性炭中的生物淤积是不可逆的，只能采用更换活性炭和罐体消毒的方法去除。

因此，为了保持其良好的吸附能力和较高的品质，需要通过规律的水流、优化的设计及频繁的反冲洗来以降低风险。

另一方面，活性炭进行除氯的效率，与水流同活性炭进行接触的时间具有重要的关键性，在活性炭体积一定的情况下，水流的速度相对较快，就会导致氯不能够得到有效去除的情况出现。以此为基础，在对活性炭进行使用的过程中，对于活性炭的使用量，绝不可在规定使用量之上，并且需要定期进行反洗，以保障活性炭与水具有足够的面积进行接触。

对活性炭过滤效果进行监测，最为简易的方式就是对活性炭下游水中氯的总浓度进行监视，且进行在线监视或是定期测定均可。在对其重量进行测定的过程中，测定时间应选择每日早间，在水处理系统完全正常工作的状态下以及水量较大的状态下进行，以避免出现错误判断的情况。并且，如果监测结果连续显示氯总量超标，则应进行水流量减少处理，并对反洗次数进行增加，另外，也可以采用对活性炭体积进行增加的方式来处理。

5.4 去离子过滤器的维护与感染控制

如果选择长期对离子交换树脂的方式进行使用，在进行使用的过程中，极易出现受到有机物、胶体物质以及悬浮物质污染的情况，并且污染情况能够导致离子交换能力逐渐下降，甚至失去离子交换能力。①胶体悬浮物污染：如果树脂颗粒被胶体或是悬浮物进行包裹，其进行交换的能力就会逐渐出现下降，在交换能力严重下降的情况下，树脂会出现显著的结块现象，使水流速度降低，另一方面，导致产生偏流造成部分树脂交换能力未能被利用，使周期制水量减少。②铁污染：在通常情况下，发生铁污染的主要原因，就在于管道发生腐蚀，或是悬浮态铁所产生的氧化物对树脂的表面进行了包裹。发生铁污染以后的树脂，其颜色会显著变深，并且工作交换的容量出现下降。

另外，水流速度的降低，会增加细菌滋生和生物污染的风险，可以通过有规律的持续水流、频繁的循环再生及优化设计来降低这种风险。如有必要时，也可在软水器前注入氯、次氯酸盐或过氧乙酸以及盐酸等方法。也可根据当时所处情况的不同，对树脂具有针对性的采用相应的活化方法，在通常情况下，一般的胶体物质污染和金属污染情况，可以采用烯酸液浸泡或是淋洗的方式对其进行活化处理，除了对烯酸液进行采用之外，对灭菌法或是酸碱液交替法对其进行活化处理，同样能够起到良好的效果。对于树脂出现铁中毒的情况，可以采用浓度为4%的盐酸、食盐以及浓度为0.08%的亚硫酸钠混合液对该情况进行处理。

5.5 滤芯过滤器与感染控制

我们在选择过滤器时，有必要考虑污染物种类、含量、液体流速、维护和运行成本等因素。滤芯的定期更换或反冲也是十分有必要的，以防止滤芯表面的污染物过度饱和，而导致污染物像下游释放。同时由于胶体和有机物的积累，导致流速过慢或停滞，过滤器也很容易变成细菌滋生的温床造成污染。而细菌的过度生长又会导致过滤器的生物淤积，造成滤器过早堵塞和更换，形成恶性循环。

6.水处理系统的生物膜及生物淤积

在外界环境中，微生物可以以两种不同的形生长：在生物膜内作为固着细胞附着在物体的界面或表面上，或在液相中以浮游微生物的方式在水中自由播散。微生物存在于几乎所有的水系统中，它们易于附着在表面，主要利用水及空气中积存的营养物质生长。生物膜这种表达方式是指聚集的微生物。细菌在大多数情况下是采用“微克隆”的方式进行存在的，在每一个“微克隆”当中，细菌自身所占据的体积较小，仅有三分之一以下，其余三分之二甚至更多的空间，则是由细胞进行分泌所产生的、成分较为复杂的一种黏性物质，这一种黏性物质通常被称为“胞外基质”，并且，无数个细菌微克隆能够黏结在一起，也正是在胞外基质的作用下实现的。

就目前的情况来看，不管所应用的水处理系统技术具有多强大的先进性，都不能够对生物污染进行彻底的杜绝，在此情况下，如果长时间未对其进行消毒处理，细菌会在反渗膜以后纯水系统管路这两个部位不同程度的形成菌苔生物膜。只要生物膜一旦形成，系统中所遭受的污染程度，就会大幅度的加剧。

生物膜虽然属于一种较为常见的污染物，但是对其清除具有较高的难度，难度主要在于，生物膜之中有大量的细菌存在，细菌被灭杀之后，能够长时间持续释放出大量的内毒素，并导致透析用水的质量出现大幅度的下降，由此可见，对水处理进行定期消毒具有重要的意义。