血液透析是維持腎衰病人生命的有效手段，透析治療需用大量的水。常規患者每周約接觸300～400L 水。透析膜對透析液中的有毒物質不具備選擇性。透析液中所含的有害物質，不但影響透析液電解質濃度，對血液透析設備造成損壞，更嚴重的是有害物質會通過透析膜擴散進入病人體內，造成透析病人發生急性和慢性并發癥，因此透析用水水質直接關系到血液透析的療效[1]。美國*醫療設備協會（AAMI）1981 年提出了美國透析用水標準，歐洲也于1997 年設立了歐洲透析用水標準，目前我國暫無統一的透析用水標準，各透析單位基本參照歐美的標準。

    目前透析用水市場上水處理工藝大體包括一級反滲透、二級反滲透等。這些工藝設備初裝后，產水能滿足歐美標準要求，但大多數設備由于預處理不夠充分、關鍵點缺少必要的監控，導致關鍵膜部件長期處于惡劣的運行環境，大大縮短其使用壽命。目前我國還未將透析用水的水質定期檢測納入強制監管范圍，因此各透析單位不能及時有效保證出水達到要求。后研制了一種基于RO-EDI 的新型血液透析用水處理系統，產水水質大大超過了透析用水標準，達到了無菌注射用水要求，能較好地滿足透析治療的要求。本文主要介紹RO-EDI 制備血液透析用水系統的設計。

1 總體工藝設計

   本系統主要功能是實現對普通自來水的凈化，產水達到血液透析用水的要求，主要由水路和電氣兩大部分組成。其中水路部分包括：預處理單元、膜系統單元、后處理單元，工藝流程見圖1。

本系統主要功能是實現對普通自來水的凈化，產水達到血液透析用水的要求，主要由水路和電氣兩大部分組成。其中水路部分包括：預處理單元、膜系統單元、后處理單元，工藝流程見圖1。

1.1 預處理單元

預處理單元是*道水處理工藝，保證產水達到膜系統單元的要求。主要包括鐵錳濾器、砂濾器、活性炭濾器、軟化器及精密過濾器。通過預處理的作用，能有效去除鐵錳離子、細小顆粒、懸浮物、Ca2+、Mg2+、游離氯、有機物及5μm 以上的微型顆粒。同時各預處理容器配備多路閥，實現了容器的定時清洗及軟化器再生。有效保證產水在惡劣進水水質情況下都能夠穩定達到后續系統的要求。

1.2 膜系統單元

膜系統單元是本系統的核心，負責去除水中大部分的有害物質，保證終端產水達到標準要求。主要包括反滲透（RO）和電去離子（EDI）兩項上流行的除鹽裝置。一級反滲透脫鹽裝置選用美國陶氏公司提供的聚酰胺復合膜，對Na、CaCl2、MgCl2 具有99%的脫除率。一級反滲透能除去水中的大部分無機鹽、有機物、微生物、細菌，使產水符合EDI 進水要求[3]。本級配置10 根膜元件，分裝于5 根壓力容器中，膜組件呈2-2-1 排列，設計回收率為65%。

EDI（Electrodeionization）連續電去離子裝置是利用混和離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別透過陰陽離子交換膜而被去除的過程此過程離子交換樹脂不需要用酸和堿再生。此裝置能生產出電阻率高達10MΩ·cm 的超純水，實現了水的深度除鹽。二級反滲透脫鹽裝置進一步除去水中的有機物、微生物、細菌，采用濃水回用技術，回收率達80%以上。本級配置8 根陶氏膜元件，分裝于4 根壓力容器中，膜組件呈2-1-1 排列。1.3 后處理單元后處理單元主要是減少后續細菌的二次滋生和去除經過二級反滲透后的少量熱源。包括紫外線殺菌器和超濾器件。采用波長為254nm 的紫外線殺菌

器，對出水進行消毒、滅菌，有效防止水中細菌的繁殖，盡量減少產水的二次污染。截留分子量為6000 的超濾裝置能有效截留熱源、內毒素，確保了終端產水的質量，使產水中細菌和內毒素穩定達到標準的要求。

2 電氣控制

電氣控制是監控主設備運行的重要工具，是充分發揮主設備功能的重要保證，是主設備長期穩定運行的重要條件。控制部分主要包括硬件電路設計、軟件流程設計及人機界面設計。

2.1 硬件電路

硬件電路是控制的載體，主要包括：PLC 主控、模擬信號采集、開關信號采集、模擬信號輸出、開關信號輸出及人機界面數據交換等部分，具體見圖2。

2.2 軟件流程

本系統軟件流程見圖3，控制核心通過對各個傳感器的檢測，經過運算處理后，輸出執行量，實現系統運行。主要控制要點如下：

（1）泵高/ 低壓（滿/ 無水）保護。通過對泵前后管路及水箱的壓力開關及傳感器信號檢測及處理，有效保護泵的安全運行。

（2）產水合格判斷。通過對各產水關鍵點的水質檢測，判斷產水是否合格，從而控制產水的流向。

（3）膜的正反沖控制。控制核心通過對沖洗電磁閥的控制，實現了反滲透膜的正反沖洗過程，增強了膜抗污染能力，延長其使用壽命。

（4）EDI 電壓自動調節。EDI 運行狀況與其供電電壓相關，電壓太高導致EDI 處于超載狀態，從而影響其使用壽命，太低則除鹽率下降，通過控制使EDI 電壓實現了自動調節。

5）管道恒壓供水。產水管道負載多變，但透析機對產水有壓力要求。通過對于管道壓力信號的PID 調節及調節及變頻控制，實現了管道的恒壓。

2.3 人機界面本系統的使用對象是醫護人員，因此操作需簡單、易懂。通過對工藝流程的電氣化集成設計及人機界面的優化，達到了操作簡潔、自動化程度高的設計要求。

4 結語

本系統增強了預處理單元，在反滲透和EDI 兩大工藝的基礎上，結合了PLC、觸摸屏等*控制裝置及PID 控制理論，實現了系統的、穩定脫鹽效果。產水通過國土資源部杭州礦產資源監督檢測中心檢測（報告編號Z2006076），其產水質量遠遠超過透析用水標準，達到我國及歐美注射用水標準EDI 產水達到10MΩ·cm 以上，可用于醫院生化檢測用水要求，能實現一機多用的功能。