淺談醫用純水設備的自行組建

陳維杰

（南方醫科大學順德醫院，廣東 佛山 528300）

醫院的日常運作需要大量的高純水，像檢驗科、供應室、麻醉科、中心實驗室都對純水有大量需求。過往醫院都是通過制作蒸餾水來滿足需要。20世紀90年代開始，隨著反滲透技術的推廣普及，逐漸使用進口純水設備來制作科室用水，其有方便快捷、消耗少、占地少等好處。

1 純水設備的基本結構和工作原理

純水設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過濾濾芯，后面串接混床樹脂、微孔濾芯。

各級過濾的作用，按照連接順序具體如下：第一級過濾：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。第二級過濾：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物、化學農藥、余氯、異色異味等等。第三級過濾：過濾孔徑1μm的PP棉濾芯，用于阻擋上一級的破碎炭屑，以及水中大于1μm的各種顆粒物質，是保護RO膜的最后一道屏障。第四級過濾：反滲透（RO）膜，其極高的致密度能截留水中的細菌、病毒、有機物、高價離子以及絕大部分鹽類。新的RO膜脫鹽率能達到98%以上，日后保養良好的話也能穩定在90%以上（出水電導率約20μS/cm）。第五級過濾：混床樹脂，作用是進一步脫除水中的離子，讓水質達到使用要求。出水電導率可以達至0.067μS/cm以下（電阻率15 MΩ·cm以上）。第六級過濾：微孔濾芯，常用0.22或0.45μm過濾孔徑，用于去除樹脂碎片、膠質顆粒和細菌，是制純水過程的最后一級過濾。

除此之外，純水設備的主要結構部件還有：壓力泵、壓力表、控制電路、水位開關、儲水箱、電導率計、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——>前級過濾——>壓力泵——>反滲透膜——>混床樹脂——>紫外線消毒——>微孔過濾——>儲水箱。

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

2 自行組建純水設備的方法

首先，根據科室每天的用水總量、高峰時間的最大耗水量，來確定選擇哪種型號的RO膜。然后，根據科室用水要求的電導率，來搭配混床樹脂。最后，再串接前級過濾和末級過濾，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院科室為例子，作具體的說明：

（1）檢驗科。純水主要用于日立7600-210ISE全自動生化分析儀，該設備每小時耗水約60L，要求水質電導率6μS/cm以下。根據耗水量，選擇透水量600GPD的RO膜 （每小時出水量約90L），則完全能滿足設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，水質則可達到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，性價比很高。600GPD的RO膜只需60psi（0.41MPa）的工作壓力即可使用，一般調節在75 psi（0.51MPa）左右。與此匹配的壓力泵，在購買RO膜時都可以很容易買到。前級濾芯選擇20寸的規格，末級微孔濾芯選擇10寸的即可。至于控制電路，無非就是浮球水位開關控制繼電器，從而控制壓力泵，再附加一些保護電路，不難自行設計處理。自此，整套純水設備組建完成。

（2）供應室、麻醉科。純水主要提供給大型清洗消毒機，用于清洗醫療器械，水質電導率要求15μS/cm以下。設備最高每小時耗水量約500L，選擇8040型號的RO膜，透水量可達9600GPD（每小時約1500L）；也可以選擇次一級的4040型號RO膜（透水量2400 GPD），不過要搭配足夠大小的儲水箱。水質要求15μS/cm以下，并不算高，而且出水量要求大，若用混床樹脂進一步提純，會有成本高、維護麻煩等缺點。所以這里不用混床樹脂，采用雙級反滲透，即增加一級RO膜過濾。這樣，即使RO膜性能有所下降，但水質還是可以保持在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RO膜則要配備多一臺壓力泵以及中間水箱。至于其它濾芯的尺寸規格、壓力泵的型號，根據RO膜的工作參數要求來選擇即可，控制電路的設計原理與上文說的一樣。

（3）中心實驗室。醫院有些科研、實驗用水，需要水質電導率達到0.067μs/cm以下（電阻率15MΩ·cm以上）。由于用水量一般很小，主要是對水質有高要求。設計純水設備時，重點在于后級的混床樹脂上，必須采用高級拋光混床樹脂。其離子交換的能力極強，能長期保證水質達到0.067μS/cm以下。其余部件選配，道理大同小異。

3 經驗心得

（1）RO膜是設備最核心的部件，保持RO膜的高性能，延長其使用壽命，是維護設備工作的重點。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氧化劑，會對RO膜元件發生降解作用，造成不可恢復的破壞。大約1PPM的余氯在200～1000小時就可能使膜元件發生降解。目前常用的去除余氯的方法是采用活性炭吸附法。但本人實踐發現，這個方法的效果并不好，活性炭并不能快速、高效地去除余氯。而且品質高的活性炭，價格比較貴。經過查找，目前高效、高性價比的除氯材料是亞硫酸鈣球。在活性炭后，單獨增加一級亞硫酸鈣球過濾，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）很多純水系統的前級，會有軟水處理的工藝環節。維持軟水處理，需要定期添加食鹽（Nacl），對樹脂進行再生。本人實踐發現，當純水水質要求不大于電阻率10MΩ·cm時，可以去掉軟水環節，能節省大筆的成本費用。而即使水質要求高，只要用水量很小，例如實驗室用水，因為使用高級拋光混床樹脂，出水質量高，同樣可以去掉軟水環節，不會影響到使用需要。

（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院的進水水質而定。

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

自行組建純水設備，能為醫院節省大筆費用，而且維修維護也很方便、人性化。其技術難度并不復雜，請各位同行參考。