浅谈医用纯水设备的自行组建

陈维杰

（南方医科大学顺德医院，广东 佛山 528300）

医院的日常运作需要大量的高纯水，像检验科、供应室、麻醉科、中心实验室都对纯水有大量需求。过往医院都是通过制作蒸馏水来满足需要。20世纪90年代开始，随着反渗透技术的推广普及，逐渐使用进口纯水设备来制作科室用水，其有方便快捷、消耗少、占地少等好处。

1 纯水设备的基本结构和工作原理

纯水设备的核心部件是反渗透（RO）膜。围绕RO膜，通常的做法是前面串接三级过滤滤芯，后面串接混床树脂、微孔滤芯。

各级过滤的作用，按照连接顺序具体如下：第一级过滤：过滤孔径5μm的PP棉滤芯(聚丙烯熔喷滤芯)，用于阻挡水中大于5μm的铁锈、泥沙、悬浮物和其他大颗粒物质。第二级过滤：活性炭滤芯，常用的类型有颗粒活性炭滤芯（UDF）和压缩果壳活性炭（CTO）2种。用于吸附水中的有机物、化学农药、余氯、异色异味等等。第三级过滤：过滤孔径1μm的PP棉滤芯，用于阻挡上一级的破碎炭屑，以及水中大于1μm的各种颗粒物质，是保护RO膜的最后一道屏障。第四级过滤：反渗透（RO）膜，其极高的致密度能截留水中的细菌、病毒、有机物、高价离子以及绝大部分盐类。新的RO膜脱盐率能达到98%以上，日后保养良好的话也能稳定在90%以上（出水电导率约20μS/cm）。第五级过滤：混床树脂，作用是进一步脱除水中的离子，让水质达到使用要求。出水电导率可以达至0.067μS/cm以下（电阻率15 MΩ·cm以上）。第六级过滤：微孔滤芯，常用0.22或0.45μm过滤孔径，用于去除树脂碎片、胶质颗粒和细菌，是制纯水过程的最后一级过滤。

除此之外，纯水设备的主要结构部件还有：压力泵、压力表、控制电路、水位开关、储水箱、电导率计、紫外线消毒器。一般的制作纯水工艺流程如下：自来水——>增压泵——>前级过滤——>压力泵——>反渗透膜——>混床树脂——>紫外线消毒——>微孔过滤——>储水箱。

其实，第一到三级的前级过滤，最终所起的作用就是为了保护RO膜。而水的脱盐提纯，靠的就是RO膜和混床树脂。明白这个道理后，就可以自行组建纯水设备。

2 自行组建纯水设备的方法

首先，根据科室每天的用水总量、高峰时间的最大耗水量，来确定选择哪种型号的RO膜。然后，根据科室用水要求的电导率，来搭配混床树脂。最后，再串接前级过滤和末级过滤，并按照所选RO膜的工作压力来搭配压力泵，做好控制电路。

下面以本人工作的医院科室为例子，作具体的说明：

（1）检验科。纯水主要用于日立7600-210ISE全自动生化分析仪，该设备每小时耗水约60L，要求水质电导率6μS/cm以下。根据耗水量，选择透水量600GPD的RO膜 （每小时出水量约90L），则完全能满足设备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树脂，水质则可达到6μS/cm以下。目前市面常见的混床树脂，如法国罗门哈斯的MB10、MB20，性价比很高。600GPD的RO膜只需60psi（0.41MPa）的工作压力即可使用，一般调节在75 psi（0.51MPa）左右。与此匹配的压力泵，在购买RO膜时都可以很容易买到。前级滤芯选择20寸的规格，末级微孔滤芯选择10寸的即可。至于控制电路，无非就是浮球水位开关控制继电器，从而控制压力泵，再附加一些保护电路，不难自行设计处理。自此，整套纯水设备组建完成。

（2）供应室、麻醉科。纯水主要提供给大型清洗消毒机，用于清洗医疗器械，水质电导率要求15μS/cm以下。设备最高每小时耗水量约500L，选择8040型号的RO膜，透水量可达9600GPD（每小时约1500L）；也可以选择次一级的4040型号RO膜（透水量2400 GPD），不过要搭配足够大小的储水箱。水质要求15μS/cm以下，并不算高，而且出水量要求大，若用混床树脂进一步提纯，会有成本高、维护麻烦等缺点。所以这里不用混床树脂，采用双级反渗透，即增加一级RO膜过滤。这样，即使RO膜性能有所下降，但水质还是可以保持在15μS/cm以下，满足使用要求。没有混床树脂，微孔滤芯也无须装置，多一级RO膜则要配备多一台压力泵以及中间水箱。至于其它滤芯的尺寸规格、压力泵的型号，根据RO膜的工作参数要求来选择即可，控制电路的设计原理与上文说的一样。

（3）中心实验室。医院有些科研、实验用水，需要水质电导率达到0.067μs/cm以下（电阻率15MΩ·cm以上）。由于用水量一般很小，主要是对水质有高要求。设计纯水设备时，重点在于后级的混床树脂上，必须采用高级抛光混床树脂。其离子交换的能力极强，能长期保证水质达到0.067μS/cm以下。其余部件选配，道理大同小异。

3 经验心得

（1）RO膜是设备最核心的部件，保持RO膜的高性能，延长其使用寿命，是维护设备工作的重点。而RO膜最大的敌人，不是水中的颗粒杂物，而是余氯。自来水中的余氯是强氧化剂，会对RO膜元件发生降解作用，造成不可恢复的破坏。大约1PPM的余氯在200～1000小时就可能使膜元件发生降解。目前常用的去除余氯的方法是采用活性炭吸附法。但本人实践发现，这个方法的效果并不好，活性炭并不能快速、高效地去除余氯。而且品质高的活性炭，价格比较贵。经过查找，目前高效、高性价比的除氯材料是亚硫酸钙球。在活性炭后，单独增加一级亚硫酸钙球过滤，能轻松做到出水余氯低于0.1ppm，确保RO膜的工作性能，延长使用寿命。

（2）很多纯水系统的前级，会有软水处理的工艺环节。维持软水处理，需要定期添加食盐（Nacl），对树脂进行再生。本人实践发现，当纯水水质要求不大于电阻率10MΩ·cm时，可以去掉软水环节，能节省大笔的成本费用。而即使水质要求高，只要用水量很小，例如实验室用水，因为使用高级抛光混床树脂，出水质量高，同样可以去掉软水环节，不会影响到使用需要。

（3）PP棉、活性炭、亚硫酸钙球、微孔滤芯需要定期更换。更换频率要具体视医院的进水水质而定。

（4）RO膜、混床树脂、各级滤芯、滤筒、压力泵等，都可以在网上购买到，很方便。

自行组建纯水设备，能为医院节省大笔费用，而且维修维护也很方便、人性化。其技术难度并不复杂，请各位同行参考。