全自動在線血液透析水處理機具體設計

全自動在線血液透析水處理機具體設計

全自動在線血液透析水處理機的整體設計是利用單片機微控制單元(micro control unit，MCU)控制血液透析機的制水和消毒過程，利用各種傳感器對水質的化學和生物指標進行監測，并利用觸摸屏作為人機交互界面，使整個控制過程非常友好和方便。

1、日常制水

在經過砂罐、樹脂罐和碳罐過濾和軟化處理之后將軟化水注入容積約為200L的集水器中備用，其目的是為了防止在供水系統缺水后系統仍然繼續工作而造成高壓泵空轉引發事故。該設計與世界較為先進的瑞典金寶和德國勞爾的透析制水系統均為開路的結構。系統產生的二級反滲水進入病房給血液透析機供水后，剩余的反滲水直接排光，其目的是當少量患者進行血液透析時反滲水需求量小，而供水量卻為整個病房，將會產生大量的浪費。

全自動在線血液透析水處理機的設計是將用剩余的反滲水重新打回前端的集水箱，重新進入系統，進行兩次反滲透處理，其設計可極大節約用水，每日用水量為原用水量的1/4。由于反滲水的水質化學生物指標優于生活用自來水，因此系統運行一段時間后前端水質會越來越好，對反滲膜的使用時間大有益處，該設計在化學消毒時同樣有益處。

該設計的缺陷是在反滲水不斷循環的過程中，由于與管壁的摩擦生熱，溫度會持續上升，使反滲水溫度超過標準(≤30℃)。為此，本研究設計制水系統中的各個傳感器可發揮作用，當溫度超過＞30℃時由溫度傳感器發出信號告知MCU，MCU控制水路電磁閥直接強行排水直到溫度下降至標準溫度，再重新開始新的循環。集水器儲水完成以后，通過MCU的控制進行反滲透，經過兩次反滲透得到合適的血液透析用水，其整個過程中系統需要對水質進行濃水電導度、純水電導度、純水的壓力、溫度、余氯、pH值和內毒素含量監測。

(1)濃水電導度。指膜前未處理水的電導度，通常維持在300～400 uS/cm，當前端水質出現污染，濃水電導度上升，過高的電導度會對反滲膜造成一定的損傷。

(2)純水電導度。指經過兩次反滲后產生的反滲水的電導度，這是反滲水的重要化學指標，關系到反滲水中電解質含量的多少(衛生部規定一般≤5uS/cm)。

(3)純水壓力。是出水端的壓力，按照病房不同的治療床數，調節合適的水壓，由于現階段血液透析機監測供水情況是依據水壓進行檢測，故合適的水壓才不會造成后端的血液透析機出現供水不足的現象，也不會由于壓力過大，造成滲透。

(4)溫度。指整個水處理中水的溫度，反滲水溫度≤30 ℃，否則會對患者造成損傷。而且目前國內血液透析管路一般使用PPC管，在高溫下PPC管會出現軟化的情況。

(5)余氯。由于生活用水是依靠氯氣進行消毒，所以余氯是指反滲水中的游離氯和化合氯，一般是指水中的氯胺化合物。余氯對人體危害極大，微量的化合氯就會引起患者缺血。國家標準反滲水中的余氯≤0.5 ppm。一般自來水中的余氯含量很少，經過碳罐吸附，均能達到衛生部頒發的標準。

(6)pH值。指反滲水的酸堿性，由于反滲膜的陽離子脫出率達到99.9%，再加上16kPa的壓力，會將空氣中的CO2壓到水中，產生了CO3-2，所以反滲水呈現偏酸性。衛生部血液凈化標準操作規程規定pH值為5.8～6.3。

(7)內毒素。細菌繁殖新陳代謝所產生的一種脂多糖，進入人體后會引起人體免疫反應，其表現是發熱，故又叫做發熱源。水處理設備管路長時間使用會滋生微生物而產生內毒素，內毒素直徑很小可以通過半透膜進入人體，因此血液透析治療室需定期進行內毒素檢測(臨床一般使用凝膠法進行檢測)。水處理機利用MCU的控制，自動完成凝膠法利用感光元件進行檢測，衛生部血液凈化標準操作規程規定內毒素＜2EU/ml。

2、化學消毒

水處理設備長期使用管路會滋生細菌和病菌，對患者造成嚴重傷害的物質，因此必須定期進行消毒?；瘜W消毒時應先將管路中充滿反滲水，然后在消毒桶中加入一定量的化學消毒劑，稀釋后在整個管路中進行循環一段時間之后靜止浸泡，以加強消毒功能，最后將消毒水排放并用清水不斷沖洗。在沖洗的過程中利用傳感器檢測余氯和pH值兩個指標，由于化學消毒使用次氯酸鈉，消毒效果非常好，但是次氯酸鈉會產生大量的余氯，因此化學消毒后要進行長時間的沖洗，直到余氯含量和pH值達到標準。完成整個消毒過程后打印生成消毒報告，其程序流程如圖2所示。

3、熱消毒

化學消毒會有大量消毒劑殘留，故日常消毒采用熱消毒，其效果基本與化學消毒相同，但是由于RO膜不耐熱，熱消毒只在膜后進行。先將加熱桶注滿反滲水，然后用加熱管進行加熱到指定溫度(80℃)，到達溫度后用此桶水進行循環熱消毒。在熱消毒過程中需不斷檢測桶中水位是否下降。由于病房管路CPPC管和使用的血液透析機進水橡皮管受熱會有微微變形，水壓增大后容易引發滲透，其后果嚴重，當水處理系統MCU通過傳感器發現水位下降后會自動關閉消毒程序。在熱消毒一段時間后用清水沖洗，完成整個消毒過程后打印生成消毒報告。

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