据车前草血液净化中心微信公众平台2018年4月4日讯 为了探讨血液透析用水处理系统反渗透膜的污染与清洗方法。根据血液透析用水处理系统的运行原理及反渗透膜污染物的性质,结合陕西省中医医院血液透析室反渗透膜清洗的实战经验,提出了血液透析用水处理系统反渗透膜的清洗方法。通过采用先碱洗(0.1%的氢氧化钠溶液)后酸洗(2%的柠檬酸溶液),借助于水处理系统的消毒程序来完成反渗透膜清洗过程的方法,能够达到良好的清洗效果,恢复反渗透系统的性能。
最终得出结论:该方法可为广大血液透析行业反渗透膜的清洗提供参考和借鉴。
血液透析是治疗急慢性肾衰竭、尿毒症的重要替代疗法,而透析用水的质量对血液透析的疗效和安全至关重要。透析用水经历了从软化水到反渗水、从单级反渗水到双级反渗水逐步向高纯水发展的过程。
反渗透技术是一种先进和高效的膜分离技术,反渗透膜非常致密,膜孔径小于1纳米,这种结构能够有效地去除进料水中90~99%的无机物和有机物,但也使反渗透膜受到进料水中各种物质的污染。反渗透膜的污染影响着膜的产水量、运行稳定性和出水水质,并将缩短膜的使用寿命,因此,研究膜的清洗方法与技术意义重大。
目前,关于反渗透膜清洗的报道主要集中于海水淡化、火力发电、污水处理、制药用水、食品饮料等领域,有关透析用水处理系统反渗透膜清洗的研究鲜有报道。
本文描述了血液透析用水处理系统反渗透膜的污染,并结合陕西省中医医院血液透析室反渗透膜清洗的实战经验,提出了血液透析用水处理系统反渗透膜的清洗方法,以期为医院血液透析行业水处理设备的管理者提供参考、为急慢性肾衰竭患者的透析质量提供保障。
1. 血液透析用水处理系统
血液透析用水处理系统一般由预处理部分、反渗透系统和输送管路组成。
预处理部分的作用是为反渗透系统提供水质符合要求的进料水;
反渗透系统多采用卷式反渗透膜,它是在高于溶液渗透压的作用下,依据水能通过反渗透膜而溶质不能透过的原理,以错流方式运行达到水与溶质的分离;
输送管路将水质符合要求的反渗水供给透析机。
合理的预处理能有效的减少反渗透膜的污染、结垢,避免膜受到机械和化学损伤,但进料水中含有的极微量物质仍会在膜表面逐渐累积,使膜的性能逐渐恶化,最终导致膜的污染。
反渗透膜的污染主要包括无机物(多为钙类沉积物和金属氧化物)结垢污染和有机物(多为胶状沉积物,有机物,细菌类)污染。反渗透膜的污染程度可根据系统的产水量、透盐率、系统压降等变化做出判断。
一般认为,当出现在正常给水压力下,产水量较正常值下降10~15%;为维持正常产水量,经温度校正后的给水压力增加10~15%;产水水质降低10~15%,透盐率增加10~15%;系统各段之间压差明显增加等现象时,则认为反渗透膜被污染。
2. 反渗透膜的清洗及方法的选择
反渗透膜的清洗方法有超声清洗法、在线电场清洗法、物理清洗法、化学清洗法等多种方法,由于化学清洗效果较好且容易实现,常常被人们采用。
根据反渗透膜污染物的性质可采用酸洗或/和碱洗,酸洗清除无机污染物,碱洗清除有机污染物,两种清洗剂的使用顺序视污染情况而定,但二者间换用时一定要将系统中原有的清洗剂冲洗干净,以防止两种物质反应减弱清洗效果或生成新的污染物。
赵薇等对含有碳酸盐、硅酸盐、有机污染和生物粘泥不同垢样的反渗透膜的清洗方法进行了研究,结果表明,对于反渗透膜上的碳酸盐、硅酸盐互生垢,采用浓度为6~8%的柠檬酸加入0.3~0.5%的氟化氢铵清洗效果较好;对于反渗透膜上的生物粘泥,采用浓度为250mg/L的杀菌剂KLY(1227与异噻唑啉酮复合物,工业品)有很好的清洗及剥离作用;以8%的柠檬酸以及0.5%的氟化氢铵配成酸洗液,以250mg/L的杀菌剂KLY作为碱性洗液,采用先酸洗后碱洗的工艺,对严重结垢的反渗透膜清洗,效果良好。
杨胜全指出,海水淡化领域反渗透膜的化学清洗可采用酸洗联合碱洗的方法,将清洗液温度控制在35℃左右,并随时监测pH的变化。制药用水中反渗透膜的清洗采用碱洗-氧化-酸洗法效果良好,即先采用乙二胺四乙酸二钠、氢氧化钠(1∶1)配成0.1%的溶液进行碱清洗,再采用0.5%的过氧化氢溶液进行氧化消毒,最后用0.3%的枸橼酸溶液(调节pH至3~4)进行酸洗,碱洗、氧化消毒和酸洗之后均用自来水冲洗至出水呈中性,再进行下一步清洗。
王力宁指出,食品饮料行业反渗透膜最常用的化学清洗即是酸碱洗法。
李毓亮等以自配水为原水,模拟反渗透膜元件的无机碳酸钙污染和有机胶体污染的过程,并用0.1%的盐酸和0.1%的氢氧化钠溶液做了反渗透膜的清洗实验,结果表明无机污染可用0.1%的盐酸清洗,有机污染可用0.1%的氢氧化钠溶液清洗。
丰德新等对反渗透膜化学结垢进行的清洗实验指出,2%左右的柠檬酸溶液在温度为30℃,pH=3时对碳酸钙垢污染物有良好的清除效果。因盐酸形成的酸雾对设备有严重的腐蚀性,故决定酸性清洗剂用2%左右的柠檬酸溶液,碱性清洗剂用0.1%的氢氧化钠溶液。
由于陕西省中医医院血液透析室水处理系统以自来水为原水,膜表面的污染主要是无机物结垢污染,有机物污染程度较轻,结合以上研究,决定清洗顺序为先碱洗后酸洗,碱性清洗剂使用0.1%的氢氧化钠溶液,酸性清洗剂使用2%的柠檬酸溶液,清洗过程借助于水处理系统的消毒程序来实现。