透析水处理是为透析治疗提供高质量水源的关键系统,其基本工作原理主要包括以下几个步骤:
预处理
过滤 :原水(通常是自来水或去离子水)首先经过机械过滤器,如砂滤器或保安过滤器。这些过滤器可以去除水中较大颗粒的杂质,如泥沙、铁锈、管道碎屑等。例如,砂滤器内部填充有石英砂等滤料,水从上向下流经滤层,颗粒杂质被拦截在滤料表面或滤料层中,从而得到初步净化的水。
软化 :水中的钙、镁等硬度离子如果含量过高,会对后续的反渗透膜等设备造成损害,如形成水垢堵塞膜孔。因此,需要通过软化树脂来去除这些硬度离子。软化树脂是一种离子交换树脂,其上的钠离子或氢离子会与水中的钙、镁离子发生交换反应,从而降低水的硬度。例如,当含有钙、镁离子的水流经软化树脂时,钙、镁离子被吸附在树脂表面,取代了树脂上的钠离子或氢离子,经过软化处理后的水硬度大大降低。
反渗透
原理 :反渗透是透析水处理系统中最核心的部分。它利用半透膜(反渗透膜)的选择性透过性,在高压泵的作用下,对预处理后的水施加压力,使水中的水分子与杂质分离。反渗透膜的孔径非常小,通常在 0.0001 - 0.001 微米之间,能够有效去除水中的溶解盐类、有机物、微生物、热原等杂质。例如,水中的钠离子、氯离子、细菌、病毒等都无法通过反渗透膜,而水分子则可以在压力作用下从高浓度一侧(原水侧)向低浓度一侧(淡水侧)渗透,从而得到纯净的水。
过程 :原水经过预处理后进入反渗透装置,高压泵为水提供足够的压力,使其克服渗透压,迫使水分子通过反渗透膜。在这个过程中,水中的杂质被截留在膜表面,形成浓水排出系统。而透过膜的水分子则汇集在一起,形成产水,即纯净水,用于透析机的供水。
后处理
消毒 :为了确保透析用水的微生物指标符合要求,需要对经过反渗透处理后的水进行消毒。常用的消毒方法有紫外线消毒和化学消毒。紫外线消毒是利用紫外线灯发出的紫外线照射水流,紫外线能够破坏微生物的 DNA 结构,使其失去繁殖能力,从而达到消毒的目的。化学消毒则是通过向水中添加消毒剂,如过氧化氢、臭氧等,这些消毒剂可以与微生物发生化学反应,杀死微生物。例如,在紫外线消毒系统中,水流经过紫外线消毒器时,紫外线穿透水体,照射到水中的细菌、病毒等微生物,使其 DNA 受损,微生物无法繁殖,从而保证透析用水的微生物安全。
终端过滤 :在消毒后的水输送到透析机之前,还会经过终端过滤器。终端过滤器主要用于去除水中可能残留的微小颗粒和微生物,进一步提高透析用水的质量。例如,采用 0.22 微米的滤膜进行终端过滤,可以有效去除水中大于 0.22 微米的颗粒和微生物,确保透析用水的纯净度。