艾科浦 AD2L超纯水机 艾科浦纯水机
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医院双级返渗透纯水机的改造与应用

[导读]为了提高医技检验结果的准确性 , 纯净水 在检验仪器中的应用越来越广泛。医用纯水的质量直接影响到检验结果的准确性-艾科浦

目前 , 为了提高医技检验结果的准确性 , 纯净水在检验仪器中的应用越来越广泛。医用纯水的质量直接影响到检验结果的准确性。传统的医用纯水是采用亚沸蒸馏法制取的蒸馏水 、 重蒸馏水 , 存在着耗电量、 耗水量大, 产水量低 , 产水质量差等缺点;电渗+离子交换法存在着:(1)脱盐率低 (70 ~ 80 %)。

(2)钙 、 镁易结垢, 难于清除。(3)不带电荷的物质可直接进入纯水 , 影响水的质量 。 (4)树脂消耗量大。现用反渗透膜技术的水机 , 在停机状态下由于水分子的布朗运动源水侧的离子就会渗透到纯水侧 , 再开机时纯水侧流出的水含有高浓度的离子, 会加大树脂消耗量 。还存在反渗透膜的渗漏的问题, 由于反渗透膜上 10A 的微孔并非那么均一 (与品牌和型号有关), 离子会通过较大的微孔渗漏到纯水侧 , 再加上反渗透膜的各密封不好也会容易造成渗漏, 影响了产水质量, 同样也会增加后期混床型离子交换树脂的用量。

1 主要研制工作

(1)在水机前面加装砂滤器 , 利用石英砂的过滤作用能滤除源水中的泥沙及其他悬浮物杂质 , 降低对返渗透膜损伤。

(2)在水机前面加装软化器 , 利用离子交换树脂的离子交换能力除去源水中的钙镁离子 , 如果源水中含有大量的硅酸盐时, 在阳离子交换树脂 (001 *7)中掺入阴离子交换树脂 (201 *7), 减少返渗透膜的结垢 , 延长后渗透膜寿命 。

(3)在水机中设计上自动冲膜功能, 可冲洗掉附着在返渗透膜上的悬浮物和凝胶状杂质 , 增强返渗透膜的通透性和产水质量, 延长返渗透膜的寿命。

(4)设计开机初首先排放掉在停机状态下返渗透膜渗透现象造成纯水侧含盐量过高的现象。

(5)采用双极反渗透来解决渗漏现象 。用一级反渗透膜产生的净水经过低压开关缓冲罐缓冲 , 增压泵增压后供入二级返渗透膜 。

2 纯水机改造后的使用

该机在泰安市中心医院使用 6 个月, 达到了提高纯水质量 (1 ~ 0.05μs/ cm2), 解决了现用纯水机存在

的诸多不足, 节约了制水成本 , 日常维护操作简便的目的 。近几年来水处理行业发展非常快 , 由原来的蒸馏发展到电渗再到最近几年的返渗透技术, 水的纯度也步步提高。

返渗透是利用返渗透膜提纯水的一种先进技术,返渗透膜是在含有许多直径 10A 微孔的膜。水中的离子都以水合离子形式存在, 水合离子体积较大 , 水分子相比水合离子要小的多, 在返渗透膜源水侧加高压的情况下 , 同时高压侧的水沿返渗透膜高速移动,这时水分子通过返渗透膜上的 10A 微孔进入低压纯水侧, 而水合离子不能通过 10A 的微孔而沿返渗透膜迅速前进被排出, 纯水侧就得到了纯水。

3 影响返渗透膜产水量和产水质量的因素

(1)源水中的泥沙颗粒杂质 , 它们进入返渗透膜通常会阻塞返渗透膜 , 影响水的运行, 降低产水量和产水质量 , 当这些杂质高速通过返渗透膜时很容易将返渗透膜刮伤, 降低返渗透膜性能 。

(2)如果源水中含有大量的钙镁离子时, 容易在返渗透膜的高压侧凝结碳酸钙等水垢, 阻塞返渗透膜10A 的微孔, 使净水出水量下降 , 出水质量下降。(3)通常水中存在一些腐生物, 如果进入返渗透膜凝结成凝胶状也可阻塞返渗透膜通道和 10A 微孔,影响产水量和产水质量。

(4)无压状态下的渗透 , 在停机状态下返渗透膜两侧的水分子和水合离子在原地做布朗运动 , 源水侧离子的浓度远远大于纯水侧, 返渗透膜两侧的水分子对离子有同样的引力 , 因此源水侧的离子就会渗透到纯水侧, 随着时间的延长两侧的离子浓度逐渐趋进相同, 再开机时纯水侧流出的水含有高浓度的离子 , 水的质量很差。

(5)返渗透膜的渗漏 , 返渗透膜上 10A 的微孔并非那么均一 (与品牌和型号有关), 离子会通过较大的微孔渗漏到纯水侧, 再加上返渗透膜的各密封口密封不好也容易造成渗漏 , 影响产水质量。因此 , 返渗透膜脱盐率不能达到 100 %。在正常情况下 , 返渗透膜的脱盐滤在 90 ~ 99.5 %, 剩余的离子仍然对生化仪造成严重的影响 。因此, 需要在返渗透膜产生的纯水通过混床型离子交换树脂吸收剩余的离子, 使水质达到 1 ~ 0.05μs/ cm2 的超纯水水质 。混床型离子交换树脂是有氢型的阳离子交换树脂和氢氧根型的阴离子交换树脂按照等当量混合成的, 当含有离子的水通过混床型离子交换树脂时 , 阳离子被氢型的阳离子交换树脂吸收置换出氢离子 , 阴离子被氢氧根型阴离子交换树脂吸收置换出氢氧根, 氢离子和氢氧根结合成水, 而达到提高水的纯度的目的。返渗透膜产生纯水剩余离子的多少决定混床型离子交换树脂用量。

4 解决上述问题的措施

(1)在水机前面加装砂滤器 , 利用石英砂的过滤作用能滤除源水中的泥沙及其他悬浮物杂质 , 降低对返渗透膜损伤 。砂滤器采用美国富莱克公司产的5600T 型自动控制头, 实现砂滤器的全自动控制, 实现1 ~ 12 d 内任何时间的自动反洗, 将其截流的泥沙反洗排入下水道 , 使砂滤器以全新的状态再次截流自来水中泥沙保护返渗透膜 。

(2)在水机前面加装软化器 , 利用离子交换树脂的离子交换能力除去源水中的钙镁离子 , 如果源水中含有大量的硅酸盐时, 可在阳离子交换树脂 (001 *7)中掺入阴离子交换树脂 (201 *7), 减少返渗透膜的结垢, 延长返渗透膜寿命。软化器采用美国富莱克公司产的 5600T 型自动控制头 , 实现软化器的全自动控制, 实现 1 ~ 12 d 内任何时间的自动反洗 , 将树脂截流的 Ca2+、 Mg2+用高浓度的NaCl 置换出来排入下水道, 使树脂呈现 Na 型 , 以便再次吸收来自自来水中的 Ca2 +、 Mg2 +, 保护返渗透膜 。

(3)在水机中设计上自动冲膜功能, 可冲洗掉附着在返渗透膜上的悬浮物和凝胶状杂质 , 增强返渗透膜的通透性和产水质量, 延长返渗透膜的寿命。

(4)初始淡水排放, 排放掉在停机状态下的浓水中的大量离子渗透到淡水中来 , 避免含离子浓度较高水进入混床型离子交换树脂, 降低了混床型离子交换树脂的消耗。

(5)采用双级反渗透是解决渗漏现象的良好办法, 相当于将两台水机组合到一起 , 首先第一台产出的水已经将水中 95 %以上的离子去除, 再给第二台水机作为源水再次处理, 第二台水机再次脱盐, 使离子含量降得非常低的水进入混床型离子交换树脂 , 剩余的少量离子被混床型离子交换树脂吸收达到超纯水标准 。明显的降低了混床型离子交换树脂的消耗 。

双级返渗透纯水机的工作原理流程 :自来水首先由增压泵加压, 然后通过砂滤器、 软化器、 保安过滤器进入水机主机的高压泵 , 高压泵加压直接向一级返渗透膜供水 , 返渗透膜上压力的大小由减阀调节,80 %左右的水通过加压阀排出, 20 %左右的净水进入二级返渗透系统。一级返渗透膜产生净水经过低压开关缓冲罐缓冲进入二级高压泵增压进入二级返渗透膜, 返渗透膜上压力的大小由减压阀调节, 60 %左右的水通过加压阀 、 单向阀回到一级高压泵前再次使用, 40 %左右的净水通过水质表检测后进入混床树脂, 剩余的离子被混床树脂吸收形成超纯水 , 通过水质检测表检测进入水箱备用。

该水机由 PLC 全自动控制, 水机开机通电后首先检测自来水压力和纯水罐水位, 如果自来水压力足, 同时纯水罐不满 , 机器启动源水增压泵 、 总电磁阀、 高压泵、 一级冲洗电磁阀, 冲洗一级返渗透膜,冲洗 90s 后关闭一级冲洗电磁阀 , 一级返渗透膜开始产水 , 待产水达到一定量时二级低压开关达到一定压力启动二级高压泵和排放电磁阀, 给二级返渗透膜供水并将产生净水排放 , 将二级返渗透膜在静止状态下渗透的高离子浓度水排放 90 s, 然后关闭排放电磁阀, 产生的净水在净水增压泵的推动下进入混床型离子交换树脂, 剩余的离子被混床型交换树脂吸收 , 经水质检测表检测存入纯水箱备用。

目前双级返渗透水机是全自动 , 无需人工操作,机器位于洗刷间内, 在用水点听不到噪音, 水质自动监测报警 。该纯水机组改造之后充分满足我了院检验科日立 7600 和7170 两台生化仪用水 , 为医院节约了大量成本 , 在各级医院都有一定的推广应用价值 。

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