Pure Force ROE300純水儀構(gòu)造原理與典型故障維修

王琦，鄭焜

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院 醫(yī)療設(shè)備科，浙江 杭州 310052

引言

純水作為生化反應(yīng)的載體或介質(zhì)、樣品或試劑的稀釋液和溶劑、儀器的清洗液甚至反應(yīng)的參與者貫穿生化檢測的全過程。隨著醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)科的發(fā)展，醫(yī)院檢驗科對所用純水的要求也越來越嚴(yán)格，水質(zhì)的好壞可能直接導(dǎo)致檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確與否[1-3]，大部分生化檢驗設(shè)備在運作時都需要持續(xù)不斷的純水供應(yīng)。構(gòu)建一套高效、穩(wěn)定的超純水制備系統(tǒng)以滿足檢驗科的日常工作所需，是十分必要的。

Pure force ROE300純水儀采用預(yù)處理、反滲透、EDI電去離子等多種水處理技術(shù)，可生產(chǎn)出符合檢驗科需求的超純水。本院有多臺純水儀，提供實驗檢驗中心所需的所有超純水，必須做到供水穩(wěn)定、高效，水質(zhì)符合要求，因此對其維修和維護(hù)尤為重要。

1 ROE300純水儀的構(gòu)造及原理

ROE300純水儀采用預(yù)處理、反滲透、EDI電去離子、紫外殺菌降解、微濾和超濾等多種水處理技術(shù)，結(jié)合多點儀表在線檢測，計算機(jī)智能化控制技術(shù)而設(shè)計的超純水制備系統(tǒng)[4]。自來水在經(jīng)過預(yù)處理之后壓入反滲透膜，脫鹽之后成為純水輸出，然后進(jìn)入EDI模塊，通過電去離子交換技術(shù)獲得檢驗所需超純水，最后進(jìn)過紫外殺菌燈和終端過濾器之后被純水泵壓入用水點。ROE300純水儀的流程原理，見圖1。主要由預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、EDI（Electrode Ionization）模塊[5-6]和給水系統(tǒng)組成。

（1）預(yù)處理系統(tǒng)：包含有原水泵、活性炭過濾器、前置過濾器（20 μm濾芯）和保安過濾器（5 μm濾芯）?；钚蕴窟^濾器利用活性炭的微孔結(jié)構(gòu)，吸附原水中的可溶性有機(jī)物、活性炭和氯胺等。前置過濾器作為粗過濾器，主要是過濾原水中較粗大的雜質(zhì)。保安過濾器是精密過濾器，過濾原水中的細(xì)小雜質(zhì)和微粒子，減少對反滲透膜的破壞[7-8]。

（2）反滲透系統(tǒng)：包含有高壓泵和反滲透膜。反滲透系統(tǒng)對于水的純化是基于分子篩和離子排斥原理[9]，反滲透膜是一種半透膜，可以阻擋分子量大于300的溶解性無機(jī)物、有機(jī)物、細(xì)菌、內(nèi)毒素、病毒和微小顆粒，可以去除原水中97%以上的離子，生成電導(dǎo)率小于10 μs/cm的純水。

（3）EDI模塊：包含EDI膜堆，主要是將純水進(jìn)一步去離子，生成電阻率大于10 MΩ·cm的超純水。EDI技術(shù)[10-11]，是利用混合離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時這些被吸附離子在直流電壓作用下，分別透過陰陽離子交換膜而被去除的分離過程，是將電滲析與離子交換有機(jī)結(jié)合的新型膜分離技術(shù)。其工作原理，見圖2。

（4）給水系統(tǒng)：包含外接水箱、純水泵、紫外殺菌燈和終端過濾器，主要功能是將超純水輸送至用水點。

圖2 EDI去離子過程示意圖

2 故障維修實例分析

2.1 維修實例一

2.1.1 故障現(xiàn)象

純水儀通水管路嚴(yán)重漏水。該故障多發(fā)生于夜晚。

2.1.2 故障分析處理

ROE300純水儀塑料材質(zhì)通水管道眾多，并非所有連接處均使用螺紋相連，部分連接點使用特定膠水黏連，這些連接處經(jīng)常會有滲水、漏水現(xiàn)象，漏水量一般較小。若漏水量巨大，極有能是進(jìn)水管道相關(guān)連接處脫落，原水因自身水壓較大而大量泄漏。檢查發(fā)現(xiàn)果然如此，將管道脫落處重新黏連固定，儀器不再漏水。但一個月內(nèi)相同漏水現(xiàn)象多次出現(xiàn)，且檢查發(fā)現(xiàn)管道脫落位置為同一處。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原水進(jìn)水水壓過大超過0.4 MPa時，該進(jìn)水管道連接處較大幾率因為水壓過大而被沖開，導(dǎo)致原水大量泄露[12]。由于本院自來水水壓不穩(wěn)定，白天水壓較低而夜晚水壓偏高。同時純水儀設(shè)定凌晨兩點進(jìn)行例行沖洗，沖洗過程中原水泵功率比制水時更大，兩相壓力疊加導(dǎo)致管道脫落漏水。解決方案是在純水儀原水進(jìn)水管路上加裝限壓閥，保證水壓上限在安全工作范圍內(nèi)，問題解決。

2.2 維修實例二

2.2.1 故障現(xiàn)象

用水點超純水電阻率略低于10 MΩ·cm，達(dá)不到檢驗科的用水要求。

2.2.2 故障分析處理

ROE300純水儀設(shè)有純水采樣點和超純水采樣點，在圖1流程原理圖上標(biāo)記為取樣閥，分別在反滲透膜和EDI膜堆后。且純水儀出水口和檢驗科用水點采樣檢測，共為四處水質(zhì)采樣檢測點。原水和純水檢測電導(dǎo)率，超純水檢測電阻率。

經(jīng)檢測，純水采樣點水質(zhì)電導(dǎo)率在5～10 μs/cm之間，超純水采樣點電阻率在10～12 MΩ·cm之間，和純水儀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)吻合，符合檢驗科要求；在純水儀出水口和檢驗科用水點檢測水質(zhì)，電阻率一般在9～10 MΩ·cm之間，略低于科室要求。研究發(fā)現(xiàn)，超純水在外接水箱儲存一段時間后，經(jīng)過純水泵、紫外殺菌燈、終端過濾器和用水管路到達(dá)檢驗科用水點后，水質(zhì)略有下降。解決方案是在儀器出水口處額外加裝一個過濾器，內(nèi)含核級離子交換樹脂[13]，減少超純水采樣點和檢驗科用水點之間水質(zhì)差距，問題解決。

2.3 維修實例三

2.3.1 故障現(xiàn)象

檢驗科用水點處超純水水質(zhì)極差，電導(dǎo)率只有20 μs/cm，甚至達(dá)不到純水的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致檢驗儀器因為水質(zhì)過差而無法工作。

2.3.2 故障分析處理

本院檢驗科用水為超純水，要求電阻率大于10 MΩ·cm。用水點處水質(zhì)極差，有兩種可能：純水儀正常，超純水在用水管道中被污染；純水儀本身故障，無法生產(chǎn)超純水或超純水在儀器中即被污染。分別檢測純水儀出水口和用水點處超純水，發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率均在20～30 μs/cm之間，二者區(qū)別不大，排除用水管道破裂導(dǎo)致超純水被污染的可能性。在儀器純水采樣點采樣檢測，水樣電導(dǎo)率在5～10 μs/cm之間，確認(rèn)反滲透膜制純水工作正常；在超純水采樣點采樣檢測，水樣電阻率在11～12 MΩ·cm之間，符合檢驗科用水標(biāo)準(zhǔn)，說明EDI模塊制作超純水工作也正常。進(jìn)過上述排查，判斷純水儀在制作純水和超純水時工作正常，而將超純水從EDI出水口輸送到儀器出水口的過程中被嚴(yán)重污染導(dǎo)致水質(zhì)下降。

研究ROE300的流程原理圖發(fā)現(xiàn)，在終端過濾器和保安過濾器之間存在用于超純水回流重利用的回水通道，見圖3。該水回路上有一個球閥和一個止回閥，保證水流方向為超純水回流。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)該止回閥故障[14]，導(dǎo)致原水大量混入超純水引起水質(zhì)下降。解決方案是更換故障止回閥，問題解決。

圖3 超純水回水通道示意圖

3 總結(jié)

穩(wěn)定、高效的超純水供應(yīng)是保證醫(yī)院檢驗科正常工作的基礎(chǔ)，對超純水的水質(zhì)要求也越來越高。超純水水質(zhì)不合格，會影響生化檢驗結(jié)果的正確性，也會影響到生化檢驗儀器的使用壽命，甚至?xí)?dǎo)致生化檢驗儀器無法正常工作。因此保證超純水水質(zhì)合格是純水儀維護(hù)的重點。本文探討的幾例純水儀故障維修案例，包含了兩種典型的水質(zhì)不合格故障。一種超純水水質(zhì)略低于標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)，另一種則是水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。遇到前者，純水儀很可能沒有技術(shù)性故障，除了更換各種過濾膜耗材外，往往沒有特定故障維修點，只能另想方法改進(jìn)儀器，提高超純水品質(zhì)才能解決問題；遇到后者，基本是純水儀本身技術(shù)性故障，只要找出故障點進(jìn)行維修，就能解決問題。這幾例典型故障，對于同類型純水儀的水質(zhì)保障和故障維修，無論上思維方式上，還是實際故障維修，都具有良好的借鑒意義。

與制水相關(guān)的設(shè)備，故障出現(xiàn)的概率相比其他醫(yī)療設(shè)備更高，且各種過濾器、反滲透膜和EDI模塊都會隨著使用時間的增加，轉(zhuǎn)化效率逐漸變低。因此，要做好純水儀器的日常維護(hù)工作，對整個技術(shù)流程實施檢測和管理，做到快速、高效地解決各種故障,做好故障解除后相應(yīng)的檢測和檢查[15-17]，保證醫(yī)院純水制備系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的工作，產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的超純水。