前处理部分

（一）前处理的必要性

良好的前处理能够满足反渗透机进水水质要求，就可以确保反渗透装置长期安全运行，渗透水流量、脱盐率、回收率稳定，膜的使用寿命延长。具体说，前处理是为了做到以下方面。

1．防止膜表面污染。即防止微生物、胶体物质、悬浮杂质等附着在膜表面或污堵膜元件水流通道。

2．防止膜表面结垢。反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐，如CaCO3、CaSO4、MgCO3等沉积在膜表面，因此，要防止这些难溶盐生成。

3．确保膜免受机械和化学损伤，以使膜保持良好的性能和使用寿命。

（二）反渗透系统的水源

医院透析用反渗透系统大多采用自来水作水源，其水质应符合国家饮用水标准。反渗透系统的出水水质、前处理的配置、设备的维护等都取决于水源的水质。单位在购买反渗透水处理系统前应做水质分析，根据水质及用水量配以相应的前处理和反渗透系统。

（三）前级加压泵

前级加压泵的作用是提高进水压力，克服前处理部分对水的阻力，保障反渗机进水压力与流量，一般由水泵，压力容器，连接管件，压力开关和控制电路组成。水压控制在0．3～0．5MPa，自来水水压＞0．3MPa的医院可不装前级加压泵。

（四）介质过滤（砂滤）

介质过滤器可以除去悬浮物和胶体，很大程度是物理过程。这是基于当水流流过过滤介质的床层时，悬浮物和胶体会附着在过滤介质表面。过滤出水质取决于杂质和过滤介质的大小、表面电荷和形状等。最常用的过滤介质是石英砂，有效直径为0．5～1．2mm，过滤介质最小设计层深度为0．8m，设计过滤流速通常在10～20m／h。当水通过滤料床层进行过滤时，随着过滤出水的增多，床层中截留的固体杂质也增多，这时过滤器进出水的压力降增大，或床层除去悬浮固体杂质能力下降，当压力降增大一定程度（30～60kPa）或过滤出水水质下降到一定程度时，过滤器的床层需进行反洗，通过反洗清除滤料中截留的杂质，过滤器两次反洗之间的运行时间称为运行周期。应根据进出水水质及用量确定运行周期，一般每周反洗1次或2次。水的过滤要考虑两个重要因素：出水质量和出水数量。影响这两个指标的因素是进水特性和过滤器本身的特性。后者包括滤料特性、滤速和反洗方法。

医院透析用的过滤装置一般由筒形压力容器，颗粒滤料，进水、出水与自动反洗控制器，收集装置等组成。自动控制器可根据需要设定1周内的反洗次数和反洗时间，如每周一、周四各反洗1次，控制器按设定的时间自动进入反洗程序进行反洗，一般反洗时间设在夜间12时以后，也可根据需要随时用手动控制进行反洗。过滤介质充填体积为筒形压力容器体积的2／3，以利于反洗的进行。

（五）滤芯过滤

对反渗透膜进水用滤芯过滤也可除去水中的悬浮杂质。它适用处理悬浮物含量较少的水，使用压力差最好＜40kPa，一般1个月或2个月更换1次，以免影响出水水质和水量。滤芯对水中机械杂质、浊度和铁均有较高的去除效果。因滤芯属于深层过滤范围，滤后出水中也出现大于公称精度的颗粒，只是出现的概率较小。

（六）水中铁的去除

反渗透进水对水中含铁量有严格的限制，水中铁进入反渗透系统会污染反渗膜，还有可能在铁细菌存在时，形成铁锈软泥。除铁的方法有：混凝法、化学沉积法、锰砂过滤法。医院透析用水前处理常用锰砂过滤法。

（七）离子交换

离子交换是除去水中离子态物质的技术，它可制取软化水、无离子水。离子交换作用是用一种称为离子交换剂的物质来进行的，这种物质在溶液中能以所含的可交换离子与溶液中的同种符号的离子进行交换。现常用的离子交换树脂，它是一种高分子的聚合物。有交换容量高、外形大多为球状颗粒水流阻力小、机械强度高、化学稳定性好等优点，被广泛地应用。

离子交换树脂其结构通常分为两个部分。一部分称为骨架，在交换过程中不参与交换反应。另一部分为连接在骨架上的活性基团，活性基团所带的可交换离子能于水中的离子进行交换。离子交换树脂外形大多呈珠状颗粒，它既不溶于水，也不溶于酸碱和有机溶剂。

1．水硬度　水的硬度是水中钙、镁、铁、锰、锶等离子总量之和。主要是钙、镁离子的总和。它们能阻碍肥皂产生泡沫，又容易和一些阴离子基团生成难溶性的化合物，引起结垢发生。硬度的常用单位为毫克当量（mEq／L）或折算成CaCO3mg／L表示。

2．钠离子软化　除去水中硬度离子的过程称为软化，软化的方法有多种，钠离子软化是其中一种，它采用的交换剂为阳离子交换树脂。含有硬度的水流经钠离子交换器时，水中的硬度成分（Ca2＋、Mg2＋）与交换剂中的钠离子进行交换。交换反应如下：

式中｛　｝内为自来水中主要离子成分。

从上式可知，经过钠离子软化后，水中的钙、镁离子被钠离子所取代，出水的残余硬度可降得很低，达到了软化的目的。水中的阴离子成分并无变化，由于钠的当量（23）高于钙、镁（20、21），使出水中盐的总量略有升高。

钠型交换树脂使用一段时间后，出水的硬度泄漏量会逐渐增加，达到一定值时，钠型阳树脂失效。为了恢复交换能力，可用再生液对其进行再生，常用的再生液为饱和盐溶液。再生过程的反应式如下：

软水器的软化效果是由进水总硬度、进水流量、钠型阳树脂的体积与交换容量、再生频率来衡量的。一般情况下进水总硬度、钠型阳树脂的体积与交换容量改变量较少，根据用水量可确定再生周期，实际应用中用测定软水器出水硬度的方法来确定再生周期。

晚间对软水器进行再生，第2日晨，反渗机启动30min后测定软水器出水硬度，如不合格说明再生无效或树脂失效需重新再生或更换树脂，如合格正常使用。

每天透析治疗、透析机清洗消毒结束后，再次测定软水器出水硬度，如不合格，说明现树脂不能保障一天的透析治疗用水，应更换树脂或增加树脂量。如合格，第3天透析治疗、透析机清洗消毒结束后用同样的方法测定软水器出水硬度；如不合格就应每天对软水器进行再生；如合格第4天同时、同样测定软水器的硬度，至测定到n天不合格，软水器再生周期定为n－2d（n＞2）。

（八）药用炭过滤

药用炭过滤主要用于除去水中的有机物和残余氯。医用水处理多选用优质果核壳类的药用炭，以确保机械强度好，吸附速度快，吸附容量大的要求。水中氯的几个概念如下。

1．残余氯（总氯）　指测量时水中化合氯与游离氯的总和。

2．化合氯　指一种或多种氯化铵化合物，它是由氯和存在于水中的氨的化合物反应而生成的。反应式如下：Cl2＋H2O←→HOCl＋HCl　　　HOCl＋NH3←→NH2Cl＋H2O HOCl＋NH2Cl←→NHCl2＋H2O　HOCl＋NHCl2←→NCl＋H2O

以上氯与氨的反应主要受水的pH和氯与氨质量比的控制。

3．游离氯　指水溶性分子氯、次氯酸或次氯酸根或它们的混合物。

4．有效氯　指氯化及所含的氯中可起氧化作用的比例，以Cl2作为100%来进行比较的。

无论是测定次氯酸钠浓度、有效氯、水中残余氯含量，实际都是测定溶液中起氧化作用的氯的含量。测定残余氯的含量常用比色法，结果以mg／L（Cl2）表示。因此，5%NaClO指100g溶液中有效氯含量为5g。

用药用炭过滤法除去水中游离氯能进行的比较彻底。药用炭脱氯并不是单纯的物理吸附作用，而是在其表面发生了催化作用，促使游离氯通过药用炭滤层时，很快水解并分解出原子氧，反应如下：Cl2＋H2O←→HCl＋HClO　　　HClO→HCl＋〔O〕原子氧与碳原子由吸附状态迅速地转变成化合状态：C＋2〔O〕→CO2↑氯与药用炭的反应可如下式：

C＋2Cl2＋2H2O→4HCl＋CO2↑

从此反应式可看出，药用炭脱氯并不存在吸附饱和问题，只是损失药用炭而已，因此，药用炭用于脱氯可以运行很长时间。

在医院透析用反渗透水处理中，必须除去残余氯。利用药用炭除去游离氯和氯铵有一个空床接触时间（EBCT）概念，EBCT是水流过过滤器与药用炭接触的时间，除去游离氯为6min；除去氯铵为10min。

药用炭除去残余率与水流和药用炭的接触时间有重要关系，当药用炭体积一定时，水流过快将导致不能将残余氯有效除去，所以使用中单位时间的用水量不能大于规定量，定期反洗能保持药用炭与水的接触面积。在线或定期测定药用炭下游水中残余氯的浓度是监视药用炭过滤效果的简单方法，测定时应在水处理系统正常工作状态和水量较大时进行，以免造成错误判断，如发生连续超标，应减少水流量，增加反洗次数，或增加药用炭的体积。

此外，药用炭也能除去水中的异味、色素和有机物等，作为此功能使用时，药用炭使用到一定时间，为了保持其吸附能力，需进行反洗或更换。药用炭的多孔结构，以及药用炭吸附的有营养的有机物，提供了细菌繁殖的环境，因此，药用炭过滤器的定期反洗或化学处理是必要的，药用炭过滤装置的反冲过程同介质过滤。

（九）前处理的维护

1．每天早晨检查药用炭罐出水含余氯量，评定药用炭罐的情况。

2．定期反冲砂滤、药用炭罐，一般每周1次或2次。其目的是冲去截流物质、松动滤料。

3．每天下班前检查树脂罐出水硬度，补充氯化钠，测量盐水的溶解度（可用比重法），观察吸盐情况。根据用水量，定期对树脂进行再生。

4．观察各自动控制器工作情况，观察进水口、出水口的压力流量。