随着我国经济的快速发展，综合国力的显著提高，科学技术在各学术领域内交流与合作的广泛开展；作为血液净化领域内重要组成部分之一——水处理，得到了越来越多的关注。它的进步与发展，将直接影响到患者的生存质量，对改善和延续患者的生命有着深远的意义。
衡量透析用水处理产品优劣的标准是其能否为血液透析提供优质的纯化水。其本身作为一种医疗设备，功能的完备性、性能的稳定性、操作的方便性也是一项十分重要的指标。
本文本着以先期预防为主、定期保养、后期维护为辅的原则，围绕如何确保水处理能够稳定的提供优质产品水这一宗旨，分三个层面，来研讨透析用水处理技术新的发展动态。
1. 有效预防水处理系统的污染
反渗透系统中最核心的元件是反渗透膜元件，如何有效预防和降低反渗透膜元件的污染，是整个水处理系统中最为重要的问题。由于水中含有难溶盐、胶体、微生物、有机物、金属氧化物及其他各种杂质颗粒，都会造成膜的污染。
1.1 有效预防反渗透膜膜面污染
随着膜技术的不断发展，反渗透膜元件按结构划分为板式、管式、卷式和中空纤维式。按材料分为醋酸纤维膜、芳香聚酰胺膜和复合膜。在血液透析用水处理中多采用芳香聚酰胺膜复合膜，结构为卷式。其结构见下图。

给水空间是由给水隔网构成的，它的厚度决定的给水通道的大小，如何控制给水中的污染物顺利通过给水隔网而不沉积在反渗透膜膜面上，是有效预防和降低反渗透膜元件污染有效方法。
在进入讨论前，我们必须了解膜元件污染的有关机理。以胶体为例，天然水中的胶体等大多带有负电荷，这种胶体由带正电的胶核与带负电荷的外层所构成，由于胶体的多层结构及水化作用，因而胶体能悬浮于水中，由于胶体带负电荷的外层与其他胶体带正电荷的胶核相互吸引，使许多带有相同电荷的胶体粒了同时存在，但粒子之间并不实际接触。
由于复合膜制造过程中使用的带电荷的基团未完全反应，因而复合膜的表面通常带有一定负电性，这种负电性是在制造过程中有意控制的，其目的是为了更好的去除带负电荷的物质。当给水送入膜元件后，大部分胶体会随水流通过给水隔网并排出膜元件，有两种作用力会影响这些胶体颗粒向膜表面垂直移动以替换由于水的透过而留下的空间；（1）胶体颗粒到达膜表面的速率与产水通量有关，水通量越高（例如系统中膜面积较少时）会使膜表面处的胶体浓度较高，在靠近膜表面处，由于边界层效应，水流阻力最大，因而水平面流速近乎为零，从而造成胶体颗粒相互粘附于膜表面，从而更增加边界层厚度，造成堵塞效应，这就是膜元件污染发生时，产水量会迅速下降的原因之一。（2）较高的横向流速可增加水流的湍流程度，减少颗粒物质在隔网空隙中的堆积和在膜表面上的沉淀。较高的横向流速也提高了膜表面处高浓度盐分的扩散速度，降低浓差极以的危害，减薄边界层厚度，防止难溶盐在膜表面处的沉淀、结垢。
1.2 有效预防反渗透膜膜面污染方法
合理控制浓缩水的回收率 浓水再循环的优点是提高了横向流速，从而可冲洗掉膜表面上的污染物，其缺点是使RO给水泵的容量增大，而且RO产水含盐量也会增加10%。所在合理的控制浓水的回收和排放，即能保证膜不被污染也能保证其产水水质。


德国劳尔公司对浓水的循环采用了定比例回收法；可依据不同地域不同水质情况，由专业人员进行现调试。
我公司对浓水的循环采用了定性排放法（专利技术），对浓缩水的水质实现连续动态的监测，再依据系统的需要，来柔性调节回收率。
标准化、个性化设计 降低膜的污染有效的方法是合理设计反渗透系统中单只膜元件的产水通量。所以在水处理系统设计前，应先搜集当地的水质数据，再用计算机程序来严格计算，优化系统中膜组间的排列组合，选择适宜的反渗透膜元件和控制合理的回收率，以达到最优的设计。
值得信赖的是各大膜生产公司都有依据自身膜特点而开发的水处理系统程序设计软件。使以往最难确定的膜组数量及排列组合及膜选型上变得方便快捷而且准确。
开发新的程序，改善水在膜面及隔网间的运行状态 首先要了解一下反渗透的原理。渗透是指两种不同浓度的液体，被半透膜分开。低浓度液体中的溶剂向高浓度一侧移动，促使这移动的力量叫渗透压。当我们在高浓度液体一侧施加外力超过渗透压，溶剂就反向从高浓度一侧移向低浓度一侧，这个过程称为反渗透。水处理系统的反渗透装置就是根据这一原理设计的，使用高压泵施加压力迫使水通过反渗膜。


当水进入反渗透装置，在经过反渗膜后水被分成两部分。透过反渗膜的水叫反渗水（纯水），另外一部分不通过反渗膜而被排斥掉，称为排斥水（浓缩水），含有90-99%的污染物。
当一个系统稳定运行时，其产水通量一定，则膜面给水及浓水的流速和流量为一个相对定值，我公司基于膜元件的这种特性，提出膜面的正向冲冼理念，通过程序控制系统中反渗透压（跨膜压）发生间歇性、脉动性改变，从而加大给水及浓水流速，达到大流量高速冲冼膜元件表面的目的。


改善系统的停运状态设计 与工业领域的工况不同，血透析用水处理系统每天夜间都会处于停运状态，如果膜元件及供水管路中的水超过一定的时间不流动，则会造成细菌滋、内毒素的沉积和滋生。系统停运期间定时冲冼的优点是可将膜表面的死水冲冼出来并能阻止微生物在膜表面的滋生。
1.3 有效去除水处理系统中的滞留区
水处理系统中的滞留区或死区，容易造成污染物的堆积，尤其会造成微生物污染；同时也为系统后期清洗留下隐患。水处理系统中主要的滞留区是反渗透膜元件和压力容器之间区域以及反渗透水的储存装置。
进入讨论前，我们先来了解一下微生物污染的特点。微生物主要是指细菌及其释放和降解产物—内毒素。
细菌：在水中常见细菌是革兰氏阴性菌和非结核性分支杆菌，它们特别适应水中的生存。由于这类细菌能形成电性改变的生物膜（biofilm），使它能够附着在物体的表面，很难被清除。在水处理系统中主要存在于反渗透膜与膜壳之间的滞留区、反渗水箱、送液管道等地方。同时生物膜能够保护细菌对抗消毒剂对它们杀灭。当有合适的PH值（酸性平衡），营养和温度时，它们能很快地繁殖。如果细菌进入病人的血液中，就可以引起败血症。如果细菌的产物和细胞膜的成份通过膜孔进入血液，可以引起病人的致热反应。使病人出现发抖、发热、低血压、恶心等症状。严重可引起病人死亡。
内毒素：内毒素是细菌细胞壁的成份，当细菌分解，内毒素便被释放出来。因为内毒素能引起透析病人的发热反应，所以它们又被称为致热源。由此而引起病人的反应称热源反应。透析病人长期与含有内毒素的水接触可引发长期的并发症。内毒素的分子量很小，可以通过弥散作用通过透析膜进入血中。因为内毒素不是一种活体，不可能被杀死，也很难被清除。
1.4有效去除膜与膜壳之间的滞留区
开发新的反渗透膜、改进反渗透膜元件的结构 普通卷式反渗透膜元件的外部是一层缠绕玻璃钢（FRP）材料，在膜元件的一端有一个浓水密封圈，这种结构会在膜元件和压力容器之间形成死水区（或滞留区）。死水区的存在会为微生物的滋生提供了适宜的场所；同时，膜元件保护液和清洗剂等化学品也可能残留在其中。
美国海德能公司推出了无滞留区的完全填充（Full-Fit）结构的卫生级反渗透膜元件，去掉了FRP缠绕层和浓水密封圈，在膜元件的外部缠绕了类似于浓水网络的通透性材料。在液体的处理过程中，膜组件中的所有间隙是液体都处于流动状态。这种完全畅通的完全填充结构有效地去除和膜与膜壳间的死区。而且无滞留区膜元件还可设计成为连带膜壳的整体产品，这对于血液透析用水处理来说是一个好信息。
开发新的膜壳、改进反渗透膜壳结构 见下图示。此项产品在为德国劳尔公司的专利技术，能实现膜与膜壳滞留区内的连续冲冼。


开发新的清洗程序，改善水的流动状态 通过机械改变给水方向，使膜与膜壳之间的滞留区内水处于一种间歇性、脉动性流动状态，以去除微生物生存的场所。
北京康德威公司基于这种反渗透膜的清洗理念，研发出一套程序控制给水方向按一定的频度发生改变，实现脉动冲冼滞留区内的污物，避免微生物的滋生。


1.5 有效去除反渗透水存储装置中的滞留区
目前国内普遍使用的水处理设备，反渗透水的产量只能按系统设计的最大产水量进行产水，而不是根据用户的实际用水量进行生产；而医院在购买该类产品时，往往会考虑到自身的发展前景，选购水处理系统的最大产水量大于实际需求量；同时医院血液透析室的实际工作情况也不能保证水处理系统每天都满负荷工作，所以导致医院所购买的水处理系统在单位时间内的实际产水量远大于医院血液透析室对反渗透水的实际需求量，即供应量大于需求量。对水资源及电能资源都是一种浪费。多产的反渗透水必然需要储存，在存储的过程中，形成不流动的死水，为细菌的滋生提供了时间和场所，也为人为造成的二次污染提供了可能
性。所以说，反渗透水的存储装置是水处理系统中另一个滞留区。


开发新的储水装置，改善储水装置结构 目前，不完全密闭的储水桶（不锈钢或塑料桶）已经被禁止在血液透析用水处理中使用。单口密闭式压力储水装置也因其构造特点决定了水

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