苏荣慧
阳江市人民医院 (广东阳江 529500)
血液透析主要是利用半透膜的原理,使血液和透析液进行交换,达到清除血液中毒素的效果。透析用水在透析液中占比很大,其质量直接影响患者血液透析治疗的安全性、充分性和有效性。《血液净化标准操作规程(2020版)》要求每天监测和记录血液透析水处理设备的相关参数,包括硬度、总氯、产水量、脱盐率、电导率、温度、压力、滤灌间压力差等。其中,电导率是用来描述水中电荷流动难易程度的参数,能有效反映透析用水中导电离子的含量,是一个衡量透析用水质量的重要指标,医工人员可通过电导率并了解水处理装置的脱盐率和透析用水的含盐量来判定处理装置的工作状态,保障透析用水安全。
我院血透科于2018年12月引进1台德国劳尔RO Dia Ⅱ 3600水处理系统(注册证号 国械注进20152102184),该设备的电导率报警值范围为10~20 μs/cm,当发现电导率在此范围时,工作人员需找出电导率偏高的原因并进行处理,使电导率尽快恢复至报警值以下;当电导率升高至30 μs/cm左右时,需紧急停用水处理设备。本文以该设备为例,分析和探讨水处理系统电导率偏高的原因及预防措施,以供同行参考。
劳尔RO Dia Ⅱ 3600水处理系统的水路走向如下:自来水(原水)→前置过滤器(可过滤掉大于滤芯孔径的大分子杂质)→原水泵增压1(保持稳定的进水压力)→原水泵增压2(进一步稳定进水压力)→砂罐(过滤前置过滤器过滤不了的杂质,并且除去水中的铁离子)→树脂罐1(除去水中钙、镁离子)→树脂罐2(再次除去水中的钙、镁离子)→活性炭罐1(除去水中的有机物、致热源、残余氯、色素等)→活性炭罐2(进一步除去水中的有机物、致热源、残余氯、色素等)→保安过滤器(孔径更小,可除去更为细小的杂质)→反渗机(包括反渗膜,为核心过滤装置,可过滤盐类物质、化学污染物、细菌、内毒素等)→透析机[1](见图1)。其中,反渗机之前的过滤部分均被称为预处理部分。
图1 劳尔RO Dia Ⅱ 3600水处理系统的水路走向
2.1.1原因分析
虽然原水为市政管网引入的自来水,其经过供水公司的常规混凝、沉淀、澄清、过滤、消毒等处理过程,其中的大部分悬浮物质和大分子胶体杂质已被去除,成为达到生活饮用水卫生标准的自来水[2],但原水的水质问题仍受掺杂程度、温度因素的影响。(1)掺杂程度:原水虽然经过处理,但依然含有少量胶体和悬浮物质、气相溶解物、阴阳离子、重金属离子、有机物、致热源、细菌、病毒、游离氯、漂白粉及其他物质,在预处理部分和反渗膜正常工作的情况下,掺杂物质越多,电导率就会越高。(2)温度:原水中含有微量杂质盐,温度升高会增大盐分的溶解度,进而增大水的浊度,导致原水的纯净度下降,使原水的电导率急剧上升,进一步使透析用水的电导率升高,且实际产水量随水温变化会产生波动[3-4]。
2.1.2预防措施
为避免水质问题对电导率造成影响,工作人员平时需要对原水的电导率进行监测或干预,且要保障原水的水质、合适的温度。血透室一般配备有两套血液透析供水管路(自来水供水管路和储备水箱供水管路),一旦发现主机电导率和原水电导率突然大幅升高或超标,需立刻上报科室负责人并联系相关部门查找原因。最常见的原因为医院因自来水厂停水而使用了消防用水或其他不合格的水源(如储备水箱长期未清洗或因流动造成水质污染或因暴晒造成原水水温升高)。此外,医院领导及相关部门需提高意识,正确认识水质的重要性和利害关系,必要时需暂停使用该水处理设备直至恢复正常。
2.2.1原因分析
硬度指的是水中钙、镁离子的总量,血透用水的硬度应<17 ppm,要达到该要求,需要对原水进行软化(指水中的钙、镁离子与阳离子交换树脂(钠型)中的钠离子进行交换,清除钙、镁离子)和再生(用饱和盐水使失效的钠型阳离子交换树脂恢复软化能力)。软化和再生是通过树脂罐和盐缸的相互作用来实现的,树脂罐通过软化控制器运行软化、再生,见图2。软化流程:水流由进水口进入软化控制器→阀3→树脂罐顶部→与树脂进行离子交换→树脂罐底部→收集器进入控制器→阀4→控制器出口流出。再生流程:水流由进水口进入软化控制器→虹吸装置→吸入盐缸饱和盐水→水与饱和盐水混合→树脂罐顶部→对树脂进行再生→树脂罐底部→收集器→进入控制器→阀5→排水口排出。
图2 软化、再生过程
软化和再生过程可能会出现如下情形导致钙、镁离子的清除效果下降,使透析用水硬度超标、电导率偏高。(1)树脂再生不良:树脂的再生需要吸取足够饱和的盐水,如果加的盐量不够、盐溶解不充分,就会造成盐水的不饱和,使树脂再生不良;同时,吸盐管出现损坏或泄漏、盐阀内有异物、吸盐时断电、排污限流堵塞等均可导致树脂无法吸到充足的盐水量,影响树脂的再生,进而导致透析用水硬度超标。(2)软化控制器故障:设备电源中断、控制器电源故障、控制器内控制阀的开启和关闭故障等原因均可导致软化和再生过程无法正常进行,造成透析用水硬度超标;如果控制器显示屏显示的软化、再生相关参数和时间设置不准确也将影响树脂罐的再生效果,导致透析用水硬度超标。(3)树脂问题:树脂丢失、结块、堵塞、坏死均可产生偏流、密封件泄漏、中心管断裂等情况,使软化、再生过程无法正常进行。
2.2.2预防措施
(1)为避免树脂再生不良,每天透析前需检测树脂罐的出水硬度是否合格,并做记录;检查盐缸内盐的溶解情况,添加规定范围内的盐量;需特别留意吸盐情况,检查吸盐相关零部件是否堵塞。(2)为避免软化控制器故障,需每天观察控制器的工作状态,检查控制器有无泄漏,并及时更换密封垫片或活塞等零部件,发现故障时要及时进行维修;此外,需确保控制器所设置参数合理有效,以保证软化、再生过程正常进行。(3)日常工作中,需注意巡查地面有无漏水现象,如果发现树脂罐排水管路树脂泄漏,需注意观察树脂罐是否出现偏流、丢失;若因中心管断裂导致树脂失效或丢失、结块、坏死,则需更换中心管,并更换树脂[5]。
2.3.1原因分析
砂罐具有机械过滤功能,可去除水中的大分子杂质,并可使水中的二价铁离子形成絮状物在冲洗时被冲走;如砂罐冲洗不干净,会出现堵塞,使经过砂罐过滤后的水中铁离子和杂质含量较高,进而导致电导率偏高。
碳罐具有吸附作用,不仅可吸附氯,而且可吸附很多化学污染物或离子,且可直接通过自身冲洗程序排放吸附物;碳罐出现堵塞、故障、冲洗不干净会引起总氯超标[5],而总氯具有较强的氧化性,如和血液接触将导致溶血、血细胞数量下降等严重后果,且可侵蚀反渗膜,进而导致电导率升高。
2.3.2预防措施
(1)每天巡查、检查控制头和砂罐的运作是否正常,监测罐前后压力值(罐前后之间的压力差的下降是判断砂罐有否堵塞的依据);需注意的是,随着时间的推移砂被压实,需增加反冲时间或更换砂罐填料。(2)需严格监测碳罐总氯指标(<0.1 mg/L),检查控制头的密封性元件是无损坏漏水,中心管有无破裂,砂料、碳粒有无偏流、丢失,必要时应予以维修和更换。此外,控制器阀的开启和关闭是否正常也是我们重点关注的地方,对出现故障要采取维修措施,必要时更换控制器。
2.4.1原因分析
反渗膜是保护透析用水安全的最后一道屏障,是水处理设备的核心部件,可去除可能导致患者痛苦甚至死亡的金属和盐,反渗膜的质量越好,数量越多,维护越合理,则水质越能得到可靠、安全的保障。反渗膜的性能与其产水量、脱盐率[6]、运行稳定性相关。产水量、脱盐率高说明反渗膜的质量、性能良好,运行稳定说明膜未出现故障。反渗膜的污堵、结垢和损伤将影响其使用寿命,造成产水量降低、脱盐率下降、电导率升高。若反渗膜质量下降或膜内组件损坏、故障,透析用水电导率会明显偏高,此时需要与预处理部分偶然或短期内的过滤效果不理想、微量离子浓度变化造成的电导率小幅度偏高进行区分。如果脱盐率下降到95%以下,电导率突然出现大幅度增高,原因很可能是反渗膜出现了问题。
2.4.2预防措施
检查反渗膜组件是否漏水、损坏,膜前后压力值是否正常,发现异常时需更换膜组件,并进行有效消毒。反渗膜的使用寿命除了受本身膜材料好坏的影响外,还与预处理运行效果密切相关,充分发挥预处理部分的作用可降低原水对膜的污染、结垢和损伤[7]等。因此,工作人员平时要加强对预处理部分的巡查工作,防止预处理部分长期失去作用或产生故障未得到及时有效的处理,进而对反渗膜产生不可逆转的损坏,同时做好对产水量、脱盐率、膜前后压力、电导率的监测,通过对参数的综合评估来确定反渗膜是否达到更换寿命,必要时应及时予以更换。
电导率结合供水压力、砂罐前后压力、碳罐前后压力等指标的变化能较为直观、快速地帮助我们了解水处理设备是否正常运行,所制造的透析用水质量是否合格或达标。电导率偏高是一个警示,需要我们密切关注,并及时检查、分析和判断其发生原因,从而找到合理的解决方法,采取必要的措施进行处理。在日常维修、维护工作中,工程师要多巡查、多思考,只有这样才能防患于未然。