医院净水系统一體(tǐ)化解决方案

随着中國(guó)经济的高速发展及人民(mín)对医疗质量要求不断提高，國(guó)家及民(mín)营资本逐年加大投入医院的建设，各省市每年新(xīn)建、改扩建医院的数量飞速增長(cháng)。医院在新(xīn)建、改扩建过程中，医院净水系统尽管投资比重不大，但涉及的净水需求科(kē)室几乎覆盖全院。美國(guó)、欧盟、日本等经济较為(wèi)发达，医院管理(lǐ)较為(wèi)先进的國(guó)家，早在20世纪70年代就已相继制定并实施了较為(wèi)健全的医院净水使用(yòng)管理(lǐ)制度及不同科(kē)目的净水标准。随后，这些國(guó)家的医院纷纷建立起了医院净水系统。我國(guó)自20世纪末引进并实施了集中制水、分(fēn)质供水的医院净水系统理(lǐ)念和方案。随着技术的成熟和进步，在我國(guó)医院净水系统因其独特的优势正在快速替代原有(yǒu)的分(fēn)散式制水设备。

　　医院净水系统的重要程度不低于医用(yòng)气體(tǐ)系统，一套安全可(kě)靠的医院净水系统源自设计过程中的严谨和细致。

　　本文(wén)主要从设计原则、水质分(fēn)类设计、工艺设计、電(diàn)控系统设计、机房设计、系统特性与优势六个方面进行探讨与分(fēn)析。

　　一、医院净水系统的设计原则

　　1. 先进性：采用(yòng)或國(guó)内通行的先进技术。

　　2. 成熟性：以适用(yòng)為(wèi)原则，采用(yòng)成熟的或经过工程检验的先进技术。

　　3. 标准化：采用(yòng)标准化的设计和标准化的产品。

　　4. 安全性：包括系统自身安全和信息传递的安全，系统必须考虑应急处理(lǐ)措施，异常情况下保证一定时间的供水及重点科(kē)室供水。

　　5. 長(cháng)寿命：设计中选用(yòng)全新(xīn)的和長(cháng)寿命期的材料及设备，适用(yòng)于7*24小(xiǎo)时的工况，系统考虑必要的冗余设计。

　　6. 运行成本低：充分(fēn)考虑浓水综合利用(yòng)，提高水资源利用(yòng)率，动力装置考虑能(néng)效比高的产品。

　　7. 易维护：设备选型合理(lǐ)、可(kě)靠、先进、节能(néng)，大可(kě)能(néng)地减少投资费用(yòng)、维修费用(yòng)。系统设备必须满足易于检验、清洗、润滑及维修的需求。

　　二、医院净水系统的水质分(fēn)类设计

　　医院的水源绝大部分(fēn)均来自于市政自来水，因此原水的指标均应符合《生活饮用(yòng)水卫生标准》。但是医院很(hěn)多(duō)专业科(kē)室均需要对原水进行水质处理(lǐ)才能(néng)达到实际使用(yòng)的要求，由于水质指标要求的差异性从而决定了医院净水系统“集中制水、分(fēn)质供水”的系统特性。

　　医院净水按水质指标差异主要分(fēn)如下几种：

　　1. 血液透析用(yòng)水：原水经净水系统处理(lǐ)后滤除固形颗粒、细菌、病毒、内毒素、有(yǒu)害离子，供血透机用(yòng)水和透析液配制用(yòng)水，终端水质指标达到美國(guó)AAMI/ASAIO标准、中國(guó)血液透析和相关治疗用(yòng)水标准(YY0572-2015)。使用(yòng)科(kē)室主要為(wèi)：血透中心、ICU等。

　　2. 器械清洗消毒用(yòng)水：原水经净水系统处理(lǐ)后滤除固形颗粒、细菌、病毒、有(yǒu)害离子，终端水质指标达到《医院消毒供应中心-第1部分(fēn)管理(lǐ)规范》(WS310.1-2016)和《医院消毒供应中心-第2部分(fēn)清洗消毒及灭菌技术操作规范》(WS310.2-2016)的相关要求，同时内镜中心清洗消毒水指标达到《软式内镜清洗消毒技术规范》(WS 507-2016)。使用(yòng)科(kē)室主要為(wèi)：中心供应室、手术部供应室、手术部洗消间、内镜清洗室、DSA导管清洗间、口腔科(kē)等。

　　3. 生化检验用(yòng)水：原水经净水系统处理(lǐ)后几乎滤除全部杂质和离子，终端水质指标达到《中國(guó)國(guó)家实验室分(fēn)析用(yòng)水标准》(GB/T6682-2008)中一级水质指标和2005版药典纯化水指标。使用(yòng)科(kē)室主要為(wèi)：生化检验科(kē)、病理(lǐ)科(kē)、药物(wù)配置中心等。

　　4. 冲洗用(yòng)水：原水经净水系统处理(lǐ)后滤除固形颗粒、细菌、病毒，终端水质指标离子指标与原水基本一致，固形颗粒和细菌的滤除率>99%，因此又(yòu)被称為(wèi)无菌冲洗水。使用(yòng)科(kē)室主要為(wèi)：中心手术部刷手、产科(kē)手术无菌刷手、洗婴、水中分(fēn)娩、化疗病人无菌沐浴。

　　5. 饮用(yòng)纯水：原水经净水系统处理(lǐ)后滤除固形颗粒、细菌、病毒、有(yǒu)害离子，终端水质指标达到《食品安全國(guó)家标准包装饮用(yòng)水》(GB19298-2014)的指标要求。使用(yòng)科(kē)室主要為(wèi)：医疗候诊區(qū)、办公區(qū)、护士站、桶装饮用(yòng)水灌装间等。

　　6. 软化水：原水经净水系统处理(lǐ)后滤除固形颗粒、细菌、病毒，去除水中大部分(fēn)硬度，出水硬度小(xiǎo)于17.1mg/L。使用(yòng)科(kē)室主要為(wèi)：中心供应室粗洗槽和清洗机。

　　以上6种水基本上涵盖了一个综合性医院的医院净水种类需求，其他(tā)类型的特殊用(yòng)水可(kě)以根据具體(tǐ)的要求在以上6种水的基础上对制水工艺进行微调就可(kě)以实现。

　　三、医院净水系统的工艺设计

　　3.1 工艺流程说明

　　一个完整的医院净水系统的工艺系统主要由预处理(lǐ)部分(fēn)、反渗透部分(fēn)、后处理(lǐ)部分(fēn)、循环管路系统组成。

3.1.1 预处理(lǐ)部分(fēn)

　　為(wèi)了保证在维护过程中保证设备运行与设备的运行安全，预处理(lǐ)由两套机械过滤器与活性炭过滤器等预处理(lǐ)设备组成，支持独立开启与在線(xiàn)维护。

　　预处理(lǐ)的目的為(wèi)：防止胶體(tǐ)物(wù)质及悬浮固體(tǐ)微粒污堵；防止有(yǒu)机物(wù)的污堵；防止微生物(wù)的污堵；防止氧化性物(wù)质对膜的氧化破坏；保持反渗透装置产水量稳定。确保反渗透装置稳定运行和使用(yòng)寿命，因此必须对原水进行预处理(lǐ)，使反渗透进水达到进水水质要求。预处理(lǐ)的产水即為(wèi)软化水，可(kě)直接供应到对应的用(yòng)水科(kē)室。

　　1.原水箱

　　要求材质304或以上不锈钢。上、下底用(yòng)圆弧锅型封头成型，顶部留有(yǒu)人孔，底部中间有(yǒu)排污口。

　　2.动力泵

　　扬程、流量以满足各用(yòng)水点的实际需要為(wèi)基本要求，预处理(lǐ)和反渗透动力泵的过流材质不低于304不锈钢，纯水输送泵的过流材质不低于304不锈钢。每路动力泵采用(yòng)一开一备设计，并要求运行中的泵遇故障时，备用(yòng)泵能(néng)自动切换运行。

　　3．预处理(lǐ)

　　具备机械滤器、软水器、碳滤器各两套；每套滤器材质不低于304不锈钢，具有(yǒu)下料口和人孔。运行中被处理(lǐ)水在滤器介质内的有(yǒu)效停留时间T≥2.5 min。

　　3.1.2 反渗透部分(fēn)

　　反渗透装置是该项目预脱盐的心脏部分(fēn)，经反渗透处理(lǐ)的水，能(néng)去除水中绝大部分(fēn)无机盐、有(yǒu)机物(wù)、微生物(wù)、细菌。

　　為(wèi)了保证在维护过程中保证设备运行与设备的运行安全，反渗透系统双套设计，并支持单套运行。

　　1．反渗透组件

　　尽大可(kě)能(néng)考虑原水的利用(yòng)率。反渗透系统设置有(yǒu)就地直接显示装置运行工况的压降、产水量、脱盐率、回收率等重要参数的就地仪表。系统还设置高、低压保护开关，保证反渗透系统自动或手动安全可(kě)靠运行。

　　反渗透产水设不合格产水排放阀门，反渗透停机后新(xīn)投入运行时产生的不合格产水通过此阀门排放，不进入下道工序。

　　反渗透产水侧设有(yǒu)取样口，方便取样。

　　2．清洗消毒组件

　　无论预处理(lǐ)过程多(duō)么完善，在長(cháng)期运行过程中，反渗透膜面上总会积累水中存在的各种污染物(wù)，从而使装置的性能(néng)(产水量和脱盐率)下降，组件进、出口压差升高。為(wèi)此，除日常启停装置前进行低压冲洗外，还需进行定期化學(xué)清洗，有(yǒu)时还需进行无菌处理(lǐ)。

对反渗透膜的清洗消毒，要求双套错时分(fēn)别进行，即1套处于清洗消毒状态时，另一套能(néng)实现正常的制水运行。

　　3.1.3 后处理(lǐ)部分(fēn)

　　1．纯水箱材质304以上不锈钢内外双抛光级；要求顶部装空气过滤器，内部进水口装万向喷淋洗球、水流转向导管及浸没式紫外線(xiàn)，外装液位可(kě)视器；每套纯水箱有(yǒu)Ф400以上的清洗人孔。

　　2．杀菌器使用(yòng)物(wù)理(lǐ)杀菌设计。选择UV杀菌处理(lǐ)，辐射器应采用(yòng)波長(cháng)254 mm的低压汞灯，辐射量至少為(wèi)30 mm/cm2，可(kě)杀灭水中的细菌，具有(yǒu)杀菌速度快、效率高、效果稳定的优点。

　　3．微孔过滤器，每路纯水输送管路至少须有(yǒu)1套微孔过滤器，材质至少為(wèi)304不锈钢；内置滤膜规格符合终端水质要求。

　　4、二级反渗透装置，对于一级反渗透处理(lǐ)后纯水的离子指标未达终端用(yòng)水要求的一般采用(yòng)二级反渗透装置，装置主要由高压泵及反渗透组件构成。

　　5、深度去离子装置，医院对于高纯水的需求主要是检验科(kē)、病理(lǐ)科(kē)及实验室，高纯水的制备主要采用(yòng)离子交换(DI)工艺，或采用(yòng)连续再生的EDI工艺。

　　3.1.4 循环管路系统

　　由于医用(yòng)净水系统的输送管路基本与基建设施同步施工，很(hěn)多(duō)區(qū)域还会采用(yòng)预埋件，因此必须选择能(néng)和建筑物(wù)寿命匹配的管路材质。根据实际的使用(yòng)效果，选择卫生级不锈钢管路，材质选用(yòng)304 或316 不锈钢。

　　四、医院净水系统的電(diàn)控系统设计

　　4.1 自控系统设计

　　系统全自动运行，平时采用(yòng)自动控制及自动保护装置，同时具备手动应急功能(néng)，基本要求如下：

　　Ø 原水箱低液位自动报警功能(néng)；

　　Ø 原水泵遇故障报警并自动开启备用(yòng)泵功能(néng)；

　　Ø 遇原水箱低液位情况或原水压力过低RO泵自动保护功能(néng)；

　　Ø 纯水箱高液位自动停止制水，有(yǒu)多(duō)个纯水箱时任一纯水箱至低液位自动制水、超低液位自动报警并延时停止纯水输送功能(néng)；

　　Ø 纯水输送泵遇故障报警并自动开启备用(yòng)泵功能(néng)；

　　Ø 各部分(fēn)水质、水量、工作水压力在線(xiàn)自动检测功能(néng)；

　　Ø 具有(yǒu)自动、手动双选择功能(néng)；

　　Ø 控制系统实现整套水处理(lǐ)系统的自动控制，同时保留手动功能(néng)以备应急之需；

　　Ø 控制方式采用(yòng)进口PLC+触摸屏全自动控制方式，实时在線(xiàn)监测和记录各参数，实时显示设备各部件的工作状态，具有(yǒu)自我诊断控制、文(wén)字及指示灯提示和实时报警功能(néng)，夜间工作可(kě)根据实际情况进行分(fēn)段设定，具备手动和自动两种工作模式可(kě)供选择，可(kě)扩展至遠(yuǎn)程监控功能(néng)。

　　Ø 提供遠(yuǎn)程管理(lǐ)与监控：智能(néng)控制系统在線(xiàn)监测设备运行状态，人机界面操作，多(duō)种工作界面供用(yòng)户选择，系统运行信息记录功能(néng)便于设备运行状况的检查。智能(néng)安全密码操作进入统提高设备运行的安全性。支持实时故障报警与自动故障隔离并提供历史数据存档，控制系统安装在BA控制中心。

4.2 電(diàn)气安全

　　1) 380V配電(diàn)系统采用(yòng)TN-C-S接地形式，即实行三相五線(xiàn)制。

　　2) 所有(yǒu)電(diàn)气设备不带電(diàn)的金属外壳、配電(diàn)箱外壳、保护导線(xiàn)钢管等，均与PE線(xiàn)相联。

　　4.3 配電(diàn)線(xiàn)路

　　1) 一般尽量沿電(diàn)缆桥架或地沟敷设，个别地方亦可(kě)穿管敷设；

　　2) 電(diàn)缆穿線(xiàn)管采用(yòng)热镀锌钢管；

　　3) 所有(yǒu)電(diàn)缆均采用(yòng)铜导體(tǐ)，动力電(diàn)缆选用(yòng)VV電(diàn)缆，控制電(diàn)缆选用(yòng)KVV電(diàn)缆，部分(fēn)控制電(diàn)缆选用(yòng)屏蔽電(diàn)缆。

　　4.4 低压保护、控制

　　低压電(diàn)动机回路选用(yòng)塑壳断路器+接触器+热保护器，做短路及过负荷保护。

　　根据工艺要求大多(duō)数的工艺用(yòng)電(diàn)设备為(wèi)手自动双控，手动设按钮开停，自动控制由PLC程序控制。

　　4.5 防雷与接地

　　防雷：根据有(yǒu)关规程、规范，接入医院避雷系统。

　　接地：根据有(yǒu)关规程、规范、所有(yǒu)需要保护接地的電(diàn)气设备均可(kě)靠接入相应的接地系统。

　　凡電(diàn)气设备正常不带電(diàn)金属外壳及工艺需要防静電(diàn)的设备外壳均需接地。而且電(diàn)气接地网与仪表接地网严格分(fēn)开，单独接地。

　　防雷接地设计和施工由业主负责。

　　五、医院净水系统的机房设计

　　医院净水系统机房基建一般由业主方安排对口施工单位完成，净水系统设备厂商(shāng)提供详细的技术要求，常规机房的设计导则如下：

　　1. 机房一般不占用(yòng)办公用(yòng)房及病房，建议设在地下层，楼层净高不低于2.5m；

　　2. 水机房设备总占地面积100~120m2為(wèi)宜，机房门為(wèi)双开门，高2.5m宽2.0m為(wèi)宜；

　　3. 水机房需要市政自来水接入， Q≥1.5*系统产水量；

　　4. 水机房尽可(kě)能(néng)靠近水管道井，送/回水管道采用(yòng)走廊吊顶敷设进入各用(yòng)水点。

　　5. 水机房在正常运转过程中产生废水较少，但在调试阶段及设备维护消毒阶段需要排水，因此排水系统管径略大于进水管即可(kě)；

　　6. 水机房设备正常运转不会产生溢水，考虑维护及液位传感器失效的概率，因此需要在机房低处设计地漏及沟道，地面做小(xiǎo)坡度散水处理(lǐ)；

　　7. 水机房若不用(yòng)地下层，地面需做防水处理(lǐ)；

　　8. 水机房设备正常运转时总荷重=系统设备荷重+设备内滞留水量，楼层承重若不满足，则需要加固处理(lǐ)

　　9. 水机房设备用(yòng)電(diàn)需从配電(diàn)间单独敷设三相五線(xiàn)供電(diàn)至机房配電(diàn)柜；

　　10. 系统运行支持网络化遠(yuǎn)程监控(只监不控)，因此机房至少需预留一个数据信息点和一个语音信息点，信息点采用(yòng)双口面板墙装，离地30 cm。

　　11. 机房照明按照普通机房设计；

　　12. 配套消防、风暖由甲方另行规划设计。

　　六、医院净水系统的特性与优势

　　6.1 集中供水

　　二级及以上医院需要净水供应的科(kē)室近20个，如果按常规分(fēn)體(tǐ)式制水设备进行配备，设备数量总台套不少于30台套。采用(yòng)医院净水系统则可(kě)以采用(yòng)一套设备集中制水，产品水通过分(fēn)布式管路系统向各个用(yòng)水点供应，其优势主要體(tǐ)现在：

　　1. 设备用(yòng)房面积大大节约，特别是科(kē)室和病房用(yòng)房面积的占用(yòng)几乎為(wèi)零，以一个二级以上医院的情况至少可(kě)以腾出10张床位的面积；

　　2. 大大减少日常维护人员：医院净水系统仅需1人监管，至少节省80%的人员费用(yòng)；

　　3. 使用(yòng)方便：采用(yòng)医院净水系统后各用(yòng)水点即开即用(yòng)，而且由于采用(yòng)循环管路设计，因此可(kě)以保证提供的产品水為(wèi)即时新(xīn)鲜水；

　　4. 节能(néng)环保：采用(yòng)医院净水系统后相比单科(kē)室制水可(kě)以至少节约27%的電(diàn)费和45%的水费，而且集中制水设备一般在非业務(wù)用(yòng)房，因此对科(kē)室及病房的噪声污染為(wèi)零。

　　6.2 分(fēn)质供水

　　此前，國(guó)内医院使用(yòng)的是一套水机生产一种符合单一科(kē)室要求的医院净水。而医院净水系统在设计过程中按医院不同的科(kē)室要求一次性制备出不同规格的产品水，通过循环管路直接输送至用(yòng)水科(kē)室。医院净水系统工艺设计将多(duō)种先进的水处理(lǐ)技术综合运用(yòng)，严格的达到所有(yǒu)用(yòng)水点的用(yòng)水指标，实现水资源的利用(yòng)和废水排放。

　　6.3 安全供水

　　针对二级以上医院的实际情况，产品在设计过程中对安全性尤為(wèi)重视，其安全性保障手段主要體(tǐ)现在

　　1. 核心部件选用(yòng)或國(guó)内的产品，确保系统产水的核心指标安全；

　　2. 纯水输送管路采用(yòng)卫生级不锈钢材质，彻底杜绝二次污染及老化渗漏故障，使用(yòng)寿命与建筑物(wù)同步；

　　3. 设备制水标准严格执行國(guó)内相关标准，无國(guó)标的参照标准执行，并且提供水质指标的不间断监测；

　　4. 系统采用(yòng)双路主机和全闭环输送系统保证维护维修时也可(kě)正常供水；

　　5. 预处理(lǐ)系统采用(yòng)高品质的自动清洗装置实现定期自动清洗，从源头杜绝原水水质波动对产水水质的影响；

　　6. 血透用(yòng)二级反渗透装置提供紧急备用(yòng)原水接入装置，即便在医用(yòng)集中制水主机发生故障时尚能(néng)支持市政自来水的原水直供，而且产品水也能(néng)完全保证血透水质达标。

　　7. 冲洗用(yòng)水实现产水水质自动调节功能(néng)，当一级冲洗用(yòng)水指标由于外界因素影响产生恶化趋势时，系统自动调节产水离子浓度，使产水指标始终保持稳定。

　　6.4 模块化设计

　　根据医院的建设规划，从医院启用(yòng)到满负荷运行一般均需要2~3年的时间，因此常规设计过程中就采用(yòng)了模块化方式，主机设备支持模块化堆叠与并行，一方面可(kě)以提高系统的健壮性，另一方面又(yòu)可(kě)以无缝扩展。