Получение воды для гемодиализа

Описание требований к сверхчистой воде для гемодиализа

Вода для гемодиализа как правило, получается из хозяйственного водопровода. Данная первичная (хозяйственная) вода применяется для промывания оборудования и инструментов, а также для получения более чистых типов воды (очищенной и для инъекций). Также эта вода может быть использованной для первичной обмывки посуды, или при медицинском производстве, не имеющем строгого нормирования.

Вода для гемодиализа – обессоленная вода, которая используется для приготовления растворов, циркулирующих в установках гемодиализа и жидких средств дезинфекции и разбавления, промывки гемодиализного оборудования. Вода для гемодиализа должна быть безопасной в эпидемическом и химическом отношении, быть без присадок. Способами получения воды, используемой установками гемодиализа, являются выпаривание, ионный обмен, обратный осмос, также сочетание этих методов.

Факторы требующие очистки водопроводной воды до воды пригодной для гемодиализа

Вода, протекающая в водопроводе, содержит мелкие частицы железа – последствие коррозии поверхности труб, молекулярное железо Fe³⁺ присущее природной воде, микроорганизмы, крупную и молекулярную органику, хлор в разной форме, соли и ионы Ca²⁺ и Mg²⁺ и других элементов. Чтобы удалить эти элементы и получить сверхчистой воды пригодной для разбавления в установке «искусственная почка» применима обобщенная схема водоподготовки.

Предочистка представляет собой удаление всех частиц кроме ионов поскольку крупные и мелкие механические частицы являются источником мутности воды. Эти элементы способны забивать клапаны, микрофильтры и разрушать мембраны обратного осмоса. Размер таких коллоидных частиц составляет десятые доли микрона, их состав может быть органический, или минеральный. Именно эти мельчайшие частицы способны постепенно уничтожить мембраны аппаратов обратного осмоса и вызвать рост электрической проводимости воды. Ионы металлов и ионы хлора, карбонат-ионы называются анионами (поскольку заряжены отрицательно) и катионы (положительно заряженные ионы). Концентрация этих микрочастиц и составляет удельную электропроводность воды. Обратноосмотические мембраны задерживают подавляющее большинство ионов. Доочистка подразумевает собой удаление малого остатка ионов и конечное обеззараживание воды.

1. Метод двухступенчатого обратного осмоса.

Данный метод применяется позволяет получить дистиллированную воду по ГОСТ 6709-72 «Вода дистиллированная». Однако стоит знать, что требования к воде для гемодиализа строже.

Достоинства 2-х ступенчатого обратного осмоса следующие:

• Меньшие затраты на электроэнергию;
• Малые расходы на эксплуатацию;
• Получение особо чистой воды;
• Возможен сбор концентрата 2 ступени и его возвращение в исходную воду перед установкой, что создает эффект роста отбора фильтрата, т.е. уменьшается выброс воды в канализацию.

Двухступенчатый о.о является надёжнейшим способом получения сверхчистой воды, и процессом, упрощающим работу устройств доочистки. Существуют основные технологические схемы обратного осмоса с двумя ступенями:

Две ступени + буферная емкость;

Только 2 ступени;

Вариант с ёмкостью упрощает систему контроля, но контакт с воздухом фильтрата первичной ступени вызывает возрастание проводимости во вторичном пермеате.

Вода, подучаемая только двухступенчатым обратным осмосом, соответствует требованиям ГОСТ 6709-72 «Вода дистиллированная», однако вода для гемодиализа должна иметь меньшую проводимость и концентрацию металлов, поэтому ради безопасности пациентов следует применять осмос в сочетании с деионизацией воды.

2. Метод двухступенчатого осмоса в комплексе с установкой электродеионизации.

  Основа работы электродеионизатора (ЭДИ) – постоянный электрический ток.

Как в ФСД одновременно протекают реакции, так и ЭДИ имеет параллельные процессы:

• Электродиализ. Под действием постоянного электрического тока ионы кальция, железа и прочих элементов вместе с кислотными остатками «приходят» на электроды с противоположным знаком и сквозь ионпроницаемые мембраны отводятся в концентрат.
• Ионный обмен. Область между мембранами наполнена смесью катионита и анионита. Смола поглощает растворенные в воде ионы солей, отдавая анионы ОН^- и катионы Н⁺.
• Регенерация. Протекающий постоянный ток вызывает диссоциацию воды на ионы водорода и гидроксил-ионы, отчего смола восстанавливается.

Степень обессоливания на такой установке в совокупности с обратным осмосом составляет 99,9 %. Главный плюс ЭДИ заключается в малом расходе реагентов на восстановление обменной способности.

Также технология зачастую имеет существенный недостаток - высокую стоимость составляющую 50-60 % стоимости всей цепочки очистки. Фильтрат после ЭДИ имеет короткий срок чистоты, поэтому установку надо располагать вблизи потребителя.

3. Метод двухступенчатого осмоса в комплексе с фильтром смешанного действия [21].

ФСД позволяют деионизировать воду, и состоят из колонн с смолами анионитного и катионитного типов с блоком управления. Обычно деионизаторы бывают раздельного действия (катионо- и анионообменники) и смешанного действия.

Все ФСД подразделяются на:

• требующие регенерации;
• нерегенерируемые.

Регенерация в фильтрах происходит через ионообменные слои анионита и катионита. Фильтрация проходит под напором в Н⁺ катионитовых и ОН^- анионитовых фильтрах. Регенерация происходит автоматически, когда уменьшается объем смолы и приходит сигнал от управляющего клапана. После регенерации фильтр смешанного действия ФСД готов работать. 

Нереагентное обессоливание воды в ФСД (Н+ ОН- фильтры) представляет собой одновременное действие анионита и катионита на воду. Поскольку не производится регенерация, то нет надобности в солевом баке и клапан управления. Применение различных смол таких как Lewatit UltraPure 1294, Lewatit NM-60 даёт различное качество фильтрата. Стоит помнить, что раз в полгода-год смола должна заменяться по причине потери обменной функции.

Можно сказать, что именно слоистое, смешанное расположение катионита и анионита даёт на выходе хорошо деионизированную воду со степенью 99,9…%, также близка к 7 величина рН. Регенерация регенерируемого ФСД проводится после разделения анионита и катионита. Разделение проводят промывкой по направлению вверх, или заполнением реагентным раствором. Операция регенерации проходит легко при использовании ФСД в технологической схеме очистки несоленой воды, но контактируя с солёной водой возникают сложности. Контроль работы деионизаторов осуществляется измерением удельной электрической проводимости воды на выходе из системы.