㈠ 血透機上超凈濾器的工作原理
血透機上超凈濾器的工作原理是通過正負電荷的相互作用或范德華力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物(如β2-微球蛋白、補體、炎性介質、內毒素等)。所有透析膜表面均帶負電荷,膜表面負電荷量決定了吸附帶有異種電荷蛋白的量。在血透過程中血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面,使這些致病物質被清除,從而達到治療的目的。
血液透析是急慢性腎功能衰竭患者腎臟替代治療方式之一。它通過將體內血液引流至體外,經一個由無數根空心纖維組成的透析器中,血液與含機體濃度相似的電解質溶液(透析液)在一根根空心纖維內外,通過彌散/對流進行物質交換,清除體內的代謝廢物、維持電解質和酸鹼平衡;同時清除體內過多的水分,並將經過凈化的血液回輸的整個過程稱為血液透析。
溶質轉運:
1、彌散:是血液透析時清除溶質的主要機制。溶質依靠濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側轉運,此現象稱為彌散。溶質的彌散轉運能源來自溶質的分子或微粒自身的不規則運動(布朗運動)。
2、對流:溶質伴隨溶劑一起通過半透膜的移動,稱為對流。溶質和溶劑一起移動,是摩擦力作用的結果。不受溶質分子量和其濃度梯度差的影響,跨膜的動力是膜兩側的靜水壓差,即所謂溶質牽引作用。
3、吸附:是通過正負電荷的相互作用或范德華力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物(如β2-微球蛋白、補體、炎性介質、內毒素等)。所有透析膜表面均帶負電荷,膜表面負電荷量決定了吸附帶有異種電荷蛋白的量。在血透過程中,血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面,使這些致病物質被清除,從而達到治療的目的。
㈡ 血液透析的原理
血液透析(hemodialysis,HD)是急慢性腎功能衰竭患者腎臟替代治療方式之一。它通過將體內血液引流至體外,經一個由無數根空心纖維組成的透析器中,血液與含機體濃度相似的電解質溶液(透析液)在一根根空心纖維內外,通過彌散/對流進行物質交換,清除體內的代謝廢物、維持電解質和酸鹼平衡;同時清除體內過多的水分,並將經過凈化的血液回輸的整個過程稱為血液透析。
原理:
溶質轉運
1. 彌散:是HD時清除溶質的主要機制。溶質依靠濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側轉運,此現象稱為彌散。溶質的彌散轉運能源來自溶質的分子或微粒自身的不規則運動(布朗運動)。
2. 對流:溶質伴隨溶劑一起通過半透膜的移動,稱為對流。溶質和溶劑一起移動,是摩擦力作用的結果。不受溶質分子量和其濃度梯度差的影響,跨膜的動力是膜兩側的靜水壓差,即所謂溶質牽引作用。
3. 吸附:是通過正負電荷的相互作用或范德華力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物(如β2-微球蛋白、補體、炎性介質、內毒素等)。所有透析膜表面均帶負電荷,膜表面負電荷量決定了吸附帶有異種電荷蛋白的量。在血透過程中,血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面,使這些致病物質被清除,從而達到治療的目的。
水的轉運
1. 超濾定義:液體在靜水壓力梯度或滲透壓梯度作用下通過半透膜的運動稱為超濾。透析時,超濾是指水分從血液側向透析液側移動;反之,如果水分從透析液側向血液側移動,則稱為反超濾。
2. 影響超濾的因素
(1) 凈水壓力梯度:主要來自透析液側的負壓,也可來自血液側的正壓。
(2) 滲透壓梯度:水分通過半透膜從低濃度側向高濃度側移動,稱為滲透。其動力是滲透壓梯度。當兩種溶液被半透膜隔開,且溶液中溶質的顆粒數量不等時,水分向溶質顆粒多的一側流動,在水分流動的同時也牽引可以透過半透膜的溶質移動。水分移動後,將使膜兩側的溶質濃度相等,滲透超濾也停止。血透時,透析液與血漿基本等滲,因而超濾並不依賴滲透壓梯度,而主要由靜水壓力梯度決定。
(3) 跨膜壓力:是指血液側正壓和透析液側負壓的絕對值之和。血液側正壓一般用靜脈迴路側除泡器內的靜脈壓來表示。
(4) 超濾系數:是指在單位跨膜壓下,水通過透析膜的流量,反映了透析器的水通過能力。不同超濾系數值透析器,在相同跨膜壓下水的清除量不同。
㈢ 臨床上透析的原理是什麼
一 血液透析的原理
血液透析(Hemodialysis,HD)通過其生物物理機制,完成對溶質及水的清除和轉運,其基本原理是通過彌散(Diffusion)、對流(Convection)及吸附(Absorption)清除血液中各種內源性和外源性"毒素";通過超濾(Ultrafiltration)和滲透(Osmosis)清除體內瀦留的水分,同時糾正電解質和酸鹼失衡,使機體內環境接近正常從而達到治療的目的。
1. 溶質轉運
a. 彌散轉運
溶質依靠濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側轉運,稱此現象為彌散。溶質的彌散轉運能源來自溶質的分子或微粒自身的不規則運動(布朗運動)。在兩種溶液之間放置半透膜,溶質通過半透膜從高濃度溶液向低濃度溶液中運動,稱為透析。這種運動的動力是濃度梯度。HD的溶質交換主要是通過彌散轉運來完成的。血液中的代謝廢物向透析液側移動,從而減輕尿毒症症狀;透析液中鈣離子和鹼基移入血液中,以補充血液的不足。為敘述方便,一般提到的是凈物質轉運,實際上通過膜的溶質交換是雙向性的。
b. 對流轉運
溶質伴隨含有該溶質的溶劑一起通過半透膜的移動,稱對流。溶質和溶劑一起移動是磨擦力作用的結果。不受溶質分子量和其濃度梯度差的影響。跨膜的動力是膜兩側的水壓差,即所謂溶質牽引作用(Solvent Drag)。HD和血液過濾(Hemofiltration,HF)時,水分從血液側向透析側或濾液側移動(超濾)時,同時攜帶水分中的溶質通過透析膜。超濾液中的溶質轉運,就是通過對流的原理進行的。反映溶質在超濾時可被濾過膜清除的指標是篩選系數,它是超濾液中某溶質的濃度除以其血中濃度。因此,利用對流清除溶質的效果主要由超濾率和膜對此溶質篩選系數決定。
c. 吸附
吸附是通過正負電荷的相互作用或范德華(Van der Wassls)力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物(如b2-M、補體、炎症介質、內毒素等)。膜吸附蛋白質後可使溶質的擴散清除率降低。在血液透析過程中,血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面,使這些致病物質被清除,從而達到治療目的。
2. 水的轉運
液體在水力學壓力梯度或滲透壓梯度作用下通過半透膜的運動,稱超濾。臨床透析時,超濾是指水分從血液側向透析液側移動;反之,如果水分從透析液側向血液側移動,則稱反超濾。
3. 酸鹼平衡紊亂的糾正
透析患者每天因食物代謝產生50~100mEq的非揮發性酸,由於患者的腎功能障礙,這些酸性物質不能排出體外,只能由體內的鹼基中和。體內中和酸性產物的主要物質是碳酸氫鹽,因此尿毒症患者血漿中的H2CO3濃度常降低,平均為20~ 22mEq/L左右。透析時常利用透析液中較血液濃度高的鹼基彌散入血來中和體內的酸性產物。
二 影響透析效率的因素
1. 透析器類型
目前各種類型透析器對中、小分子物質的清除以及對水分超濾的效率較大程度上取決於透析膜性能。如聚碸膜、聚甲基丙烯酸甲脂膜和聚丙烯膜等對中分子物資和水分清除效果優於銅仿膜透析器。此外,透析效率尚與透析器有效透析面積成正比。一般應選用透析面積為1.2~1.5m2的透析器為宜。
2. 透析時間
透析時間與透析效率呈正比。使用中空纖維透析器,一般每周透析時間為12~15h。
3. 血液和透析液的流量
每分鍾流入透析器內的血液和透析液流量與透析效果密切相關。HD過程中,體內某些代謝產物如肌酐或尿素氮的清除率,一般可由簡化的清除率公式計算:
清除率=
Ci=某溶質流入透析器濃度;
Co=某容質流出透析器的濃度;
QB=入透析器的血流量(ml/min )。
從公式中可以看出:(1)血流量越大,清除率越高;(2)在透析過程中,血液內某一溶質的清除與該物質在血液側與透析液側的濃度的梯度差呈正比,為保持最大的濃度梯度差,可以增加透析液流量。此外,清除效果尚與透析液通過透析器時接觸透析膜的量、面積、時間有關。血流與透析液在透析器內反向流動,可增加接觸時間。故透析液流量亦直接影響溶質的清除。常規HD要求血流量為200~ 300ml/min,透析液流量為500ml/min。若能提高血流量至300ml/min,或必要時提高透析液流量至600~ 800ml/min,則更可提高透析效率。
4. 跨膜壓力
HD過程中體內水分的清除,主要靠超濾作用。超濾率與跨膜壓(TMP)密切相關。TMP越大,超濾作用越強。在常規HD時為擴大TMP,一般在透析液側加上負壓,通常為20~ 26.6kPa(150~200mmHg),使水分從血液側迅速向透析液側流動。因此,在透析過程中,及時調節TMP甚為重要。血壓正常患者,在血流量為200ml/min時,入口端平均動脈壓(MAP)小於10.6~12kPa(80~ 90mmHg)。而出口端MAP小於6.6~ 8kPa(50~60mmHg)。若出口端MAP過低提示透析器內阻力增加,升高則提示靜脈迴路內有阻力或見於體內靜脈壓升高。此外,增加血流量至300ml/min亦可明顯提高透析器兩端MAP。透析器內MAP還受血流量和靜脈端迴路阻力的影響。TMP實際上應等於透析器平均動脈壓與透析液側的負壓測定之和。
5. 溶質分子量
在彌散過程中,溶質轉運速率與其分子量有關。尿毒症患者血液中蓄積小分子量的物質如尿素、肌酐等通過透析膜的彌散速率高,銅仿膜中空纖維透析器對尿素的清除率可達130~ 180ml/min,而中分子量的物質(分子量300~5000之間)彌散速率低,而分子量超過5000以上的物質不能通過一般材料的透析膜。在對流過程中,在膜截留分子量以下的溶質其轉運速率取決於溶液轉運速率,而與分子量無關。
三 血液透析的適應證和禁忌證
血液透析是目前公認的清除血液中各種內源性和外源性"毒素"效力又高又快的血液凈化方式。臨床適用於各種原因的急性或慢性腎功能衰竭,水分過量(急性肺水腫,嚴重腎病綜合征等)、電解質紊亂、某些葯物或毒物中毒。嚴格來說,HD沒有絕對禁忌證。只需要從患者、病情及設備條件衡量利弊,選擇一種血液凈化方式。
1. 適應證
a. 急性腎功能衰竭
HD治療急性腎功能衰竭(ARF)的目的是:(1)清除體內過多的水分及毒素;(2)維持酸鹼平衡;(3)為用葯及營養治療創造條件;(4)避免多臟器功能障礙綜合征等並發症的出現。梵谷分解代謝者(每日血尿素氮上升超過或等於14.3mmol/L,肌酐超過或等於177?mol/L,鉀上升1~2mmol/L,HCO3-下降大於或等於2mmol/L,)立即進行透析。非高分解代謝者,但符合下述第一項並有其它任何一項者,即可進行透析:(1)無尿48小時以上;(2)血尿素氮(BUN)超過或等於21.4mmol/L(60mg/dl);(3)血肌酐(Cr)超過或等於442?mol/L(5mg/dl);(4)血鉀超過或等於6.5mmol/L;(5)HCO3-小於15mmol/L,CO2結合力小於13.4mmol/L(35Vol%);(6)有明顯水腫、肺水腫、惡心、嘔吐、嗜睡、躁動或意識障礙;(7)誤輸血或其它原因所致溶血、游離血紅蛋白高於12.4mmol/L。
b. 慢性腎功能衰竭
慢性腎功能衰竭應用HD治療的目的是:(1)維持患者生命,恢復工作;(2)對有可逆性急性加重因素的慢性腎功能衰竭患者,血液透析治療可幫助其渡過危險期;(3)配合腎移植。HD不僅可作為移植患者的術前准備,而且可作為移植後出現ARF及急慢性排斥或移植腎失敗的應急措施。
慢性腎功能衰竭HD的時機尚無統一標准,我國由於醫療及經濟條件的限制,多數患者透析較晚,故影響透析療效。目前,國內外多數學者主張早期透析。透析指征:(1)內生肌酐清除率小於10ml/min;(2)BUN高於28.6mmol/L(80mg/dl),或Cr高於707.2?mol/L(8mg/dl);(3)血尿酸增高伴有痛風者;(4)有高鉀血症;(5)有代謝性酸中毒;(6)口中有尿毒症氣味,伴食慾喪失和惡心、嘔吐等;(7)慢性充血性心力衰竭,腎性高血壓或尿毒症性心包炎,用一般治療無效者;(8)出現尿毒症神經系統症狀,如個性改變、不安腿綜合征等。
c. 急性葯物或毒物中毒
凡能夠通過透析膜清除的葯物及毒物,即相對分子質量小,不與組織蛋白結合,在體內分布較均勻,而不固定於某一部位者,均可採取透析治療。應在服葯物或毒物後8~12h內進行,病情危重者可不必等待檢查結果即可開始透析治療。下列情況並非透析禁忌症:(1)呼吸暫停;(2)難治性低血壓;(3)昏迷;(4)肺部感染;(5)原有肝、腎、肺疾患或糖尿病者。通過HD可以清除的葯物有:(1)鎮靜、安眠、麻醉葯:巴比妥類、格魯米特、甲丙氨酯、甲喹酮、副醛、水合氯醛、氯氮卓、地西泮;(2)醇類:甲醇、乙醇、異丙醇;(3)止痛葯:阿司匹林、水楊酸類、非那西丁、對乙醯氨基酚;(4)抗生素類:氨基糖甙類抗生素、四環素、青黴素類、利福平、異煙肼、磺胺類、萬古黴素、先鋒黴素II等;(5)內源性毒素:氨、尿酸、乳酸、膽紅素;(6)金屬類:銅、鈣、鐵、鈷、鎂、汞、鉀、鋰、鉍;(7)鹵化物:溴化物、氯化物、碘化物、氟化物;(8)興奮葯:苯丙胺、甲基丙胺、單胺氧化酶抑制劑、苯乙肼、異惡唑醯肼;(9)其它:砷、硫氰酸鹽、苯胺、重鉻酸鉀、利血平、地高辛、麥角胺、樟腦、四氯化碳、環磷醯胺、5-氟尿嘧啶、一氧化碳、奎寧、氯磺丙脲。
d. 其它疾病
嚴重水、電解質及酸鹼平衡紊亂,用一般療法難以生效者;肝昏迷、肝腎綜合征;肝硬化頑固腹水;高膽紅素血症;高尿酸血症;牛皮癬;精神分裂症。
2. 禁忌證
近年來,隨著透析技術的改進,血液透析已無絕對的禁忌證。下列情況為相對的禁忌證。(1)休克或低血壓,血壓低於80mmHg(10.7kPa)者;(2)嚴重的心肌病變導致的肺水腫及心力衰竭;(3)嚴重心律失常;(4)有嚴重出血傾向或腦出血;(5)晚期惡性腫瘤;(6)極度衰竭、臨終患者;(7)精神病及不合作者,或家屬不同意透析者。
四 透析機器及透析器的選擇
1. 透析機的選擇
應選擇定容型透析機及碳酸氫鹽透析液,並根據患者情況選擇不同鈉濃度的透析液。
2. 透析器的選擇
銅仿膜透析器生物相容性差,該膜可激活補體,發生低氧血症和中性粒細胞減少。有條件的應選擇碳酸脂膜、聚甲基丙烯酸甲脂膜和醋酸纖維膜透析器。作者單位主要應用聚碸膜、聚醯胺膜及聚丙烯腈膜。在相同條件下,老年人和有心血管功能不穩定、肺部並發症者,應選擇生物相容性好的人工合成膜,兒童宜選擇容積較小的透析器。一般情況下,對透析器及透析膜不必作過多的選擇。
五 透析時機和速度
目前,對於ARF總的趨勢是早期、多次或連續性進行血液透析治療,可有效地糾正尿毒症引起的一系列病理生理改變,不僅有利於預防某些危險並發症的發生,而且也有利於原發病的治療及腎功能的恢復。
透析的合並症通常多發生於透析的早期。因此,透析開始時應緩慢進行,尤其是在透析開始後的前30min,血流量應適當控制。大多數成人可耐受150~200ml/min的血流量,此時血尿素氮的清除也足以達到預期目的。對於緊急透析患者,透析應該緩慢進行。在1~4次透析過程中,血尿素氮的清除率只需保持在1~2ml/(kg·min);患者如處於高危狀態,其尿素氮的清除率亦不應超過3ml/(kg·min)。高分解代謝的患者,則不必嚴格遵守以上原則,否則不足以控制尿毒症的發展。
六 血液透析技術故障及急性並發症
1. 血液透析技術故障
a. 透析膜破裂
常因靜脈端突然阻塞、負壓過大或透析器多次復用所致,此時可見透析液被血染。透析膜破裂需要更換透析器,合理復用透析器,是防止透析膜破裂的關鍵。
b. 凝血
肝素劑量不足、低血壓時間長、血流量不足、血液濃縮、血流緩慢等均可誘發透析器及血液管道凝血。臨床表現為血流緩慢、靜脈壓升高或降低,隨後除氣室內泡沫增多或管道內出現凝血塊。凝血的防治措施是:(1)測定凝血時間;(2)合理應用肝素;(3)提高血流量;(4)防止低血壓;(5)嚴重凝血時立即停止透析,嚴禁將血液驅回體內。
c. 透析液高溫
常因血液透析機加熱器失控所致,曾有透析液溫度達55℃發生溶血和高鉀血症而死亡的報道。防治的措施是:(1)透析前應該認真檢修血液透析機溫度監護器;(2)如果發生此意外,透析器及血液管道內血液不能輸入體內,應立即輸新鮮血使紅細胞維持在一定水平,用無鉀透析液繼續透析,密切注意高鉀血症所致的心臟改變。
d. 透析液配製錯誤
使用低滲性透析液可導致低鈉血症,血清鈉低於120mmol/L,臨床表現為水中毒,如頭痛、抽搐、溶血,伴有背痛與腹痛。高滲透析液可引起高鈉血症、細胞脫水,表現為口渴、頭痛、定向力喪失、木僵和昏迷。低鈉血症發生後應立即改為正常透析液透析;高鈉血症發生後,應輸入低滲液體,用正常透析液透析。
e. 硬水綜合征
常因反滲機故障所致。透析液內鈣、鎂含量增加,出現高鈣和高鎂血症,表現為惡心、嘔吐、頭痛、血壓升高、皮膚燒灼感、發癢、發紅、興奮和昏迷。定期檢修水處理系統,確保反滲水質量合格。
f. 空氣栓塞
常見原因:(1)血泵前管道有破損;(2)透析液內有氣體擴散到血液內;(3)肝素泵漏氣;(4)空氣捕捉器傾倒;(5)驅血時將氣體驅入;(6)連接管道或溶解動靜脈瘺內血栓時空氣進入體內。臨床表現以空氣多少、栓塞部位而不同,可有胸痛、咳嗽、呼吸困難、煩躁、發紺、神志不清,甚至死亡。強調預防;一旦發生要立即夾住管道,左側卧位,取頭低腳高位至少20min,使氣體停留在右心房,並逐漸擴散至肺部,吸純氧(面罩給氧),右心房穿刺抽氣。氣體未抽出前禁止心臟按摩,注射脫水劑及地塞米松,用高壓氧艙治療等。
g. 發熱
透析開始後即出現寒戰、高熱者,多為復用透析器及管道污染、殘留甲醛、消毒不徹底或預充血進入體內後引起的輸血反應。透析1h後出現的發熱多為致熱原反應。透析前仔細檢查透析用品的包裝是否完好及消毒有效期;嚴格無菌操作;如患者發熱應作血培養;輕者靜推地塞米松5mg或靜滴琥珀酸鈉氫化可的松50~ 100mg,重者應停止透析,同時給予廣譜抗生素。
h. 病毒性肝炎
是維持性透析患者嚴重的感染並發症之一,可在患者之間交叉傳播,甚至可造成對醫務人員的威脅,引起肝炎的流行。應定期檢查患者和醫務人員的肝功能、乙型肝炎標志物和抗HCV抗體及HCV RNA監測。工作人員注意個人防護,帶手套和口罩,在透析室內嚴禁進餐。操作中勿刺破皮膚,如有暴露創口,應暫不從事透析工作。復用的透析器及血液管道須經過過氧乙酸消毒。透析中盡量避免輸血。HBsAg陽性患者應隔離透析,按傳染病患者隔離、消毒措施處理。透析器,血液管道及穿刺針用後丟棄。醫護人員及透析患者可以主動免疫,注射疫苗。丙型肝炎可用干擾素治療。
2. 血液透析急性並發症
血液透析過程中急性並發症,即使在現代化的透析中心亦時有發生。這些急性並發症可能很嚴重,甚至死亡。
a. 首次使用綜合征
首次使用綜合征是指使用新透析器在短時間內產生過敏反應。多見於使用銅仿膜或其它纖維素膜透析器者,而用聚丙烯腈膜、聚碸膜、聚甲基丙烯酸甲脂膜或聚碳酸膜透析器不發生或很少發生,其原因是補體被透析膜經旁路途徑活化而產生反應。而白細胞介素-1(IL-1)、血管舒緩素、前列腺素等的活化和釋放,消毒劑氧化乙烯(與蛋白結合形成半抗原)和醋酸鹽等可能亦與這種過敏反應有關。重復使用透析器、新透析器使用前充分沖洗等可減少首次使用綜合征的發生率。
首次使用綜合征多數在透析開始5~30min發生。輕者有胸痛、皮膚瘙癢、血壓下降。輕者給予一般對症治療就可以緩解。重者出現呼吸困難、全身燒灼感、胸腹巨痛、血壓下降、休克,偶有心臟驟停或死亡。重者應立即停止透析,體外循環血液不宜再回輸,給予吸氧,予抗組織胺或類固醇及腎上腺素等葯物治療。如呼吸、心跳驟停,必須立即進行心肺復甦。
b. 失衡綜合征
目前認為血清滲透壓降低在其發病機制中起主要作用。血清滲透壓降低,尤其當透析後血清滲量下降40mOsm/(kg·HO2)時,水分可進入腦組織引起腦組織水腫,也有人認為透析時盡管患者的酸中毒被糾正,動脈血PH升高,但腦脊液的PH卻下降,腦細胞內酸中毒使細胞內滲透壓升高,致使腦水腫。可發生於透析中或透析剛結束時,早期表現為惡心、嘔吐、煩躁、頭痛,嚴重者驚厥、意識障礙甚至昏迷,常伴有腦電圖異常。
預防失衡綜合征最簡單的方法是縮短透析時間,增加透析頻率。對於嚴重水腫、酸中毒、血尿素氮過高或首次透析的患者,不宜採用大面積或高效透析器。透析液鈉濃度以140~ 150mmol/L為宜,不應用低鈉透析液來糾正患者的高鈉狀態。輕度失衡綜合征可用高滲葡萄糖或3%鹽水40ml靜脈注射。嚴重者應停止透析,靜脈滴注20%甘露醇。癲癇樣發作時可靜脈注射安定5~10mg,5~ 10min可重復一次,或用苯巴比妥類葯物。
c. 肌肉痙攣
透析中肌肉痙攣的發生率為10%~15%。發生原因是超濾過快和低氧血症。肌肉痙攣雖非致命但是患者十分痛苦。多見於足部、腓腸肌和腹壁,呈痛性痙攣。預防方法是減少透析間期體重的增加,以防止超濾過快過多。肌肉痙攣發生時可靜脈注射高滲鹽水,高滲葡萄糖溶液或碳酸氫鈉。用硝本地平可改善症狀。
d. 低血壓
血液透析中的低血壓是指平均動脈壓比透析前下降30mmHg(4kPa)以上,或收縮壓降至90mmHg (12kPa)以下。低血壓發生率25%~ 50%,常伴有惡心、嘔吐、乏力、頭痛、抽搐及嗜睡等,但有些患者可全無症狀,尤其一些老年人,若不及時發現會導致心跳驟停。透析中低血壓多數與過量脫水使血容量急劇下降有關,在很短的時間內超濾過量,致使心搏出量和輸出量降低。部分患者在醋酸鹽透析開始後不久,由於血漿醋酸鹽濃度迅速上升,引起周圍血管擴張和組織缺氧導致低血壓,尤其老年人、糖尿病患者、婦女及兒童發生率更高,而改用碳酸氫鹽透析後明顯改善。如用非容量控制的透析機,醫護人員缺乏經驗,超濾過快,使有效循環血容量急驟減少,從而導致低血壓。另外,透析機負壓裝置失靈,血管通路靜脈端不暢,使靜脈壓升高而致透析器正壓升高等,也可以引起低血壓。
透析間期體重增加過多或透析時間縮短,則需增加超濾率。故應限制患者透析間期體重的增長率(低於1kg/d)。有些患者為了多飲水而虛報體重,導致醫務人員對超濾量的錯誤估計。當患者接近干體重時,體液由周圍組織回到血管中的速度減慢,有些患者在透析間期體重增加很少,甚至不增加。此時超濾就會發生低血壓。當透析液鈉濃度低於血漿時,從透析器迴流的血液與周圍組織液相比呈低滲性。為維持血清滲透壓平衡,水分從血中進入組織間液,造成血容量驟減,而這一作用在透析開始時因血鈉突然下降而特別明顯。許多抗高血壓葯抑制血管收縮,由於這些葯物的作用持續至透析過程中,故在透析當日應讓患者停用降壓葯物。導致低血壓的其它原因還有心功能不全、心律失常、心包炎、肺動脈栓塞、出血及感染等。少數患者透析中甚至透析間期發生低血壓,原因不明。低血壓的防治應根據不同的原因採用不同的防治措施。若由於醋酸鹽不耐受可改用碳酸氫鹽透析。還可改用血液濾過或血液透析濾過治療。使用高效透析或高通量透析必須應用碳酸氫鹽透析,透析液溫度選用34~36℃為宜。精確計算脫水量及干體重。透析間期體重增長應少於1kg/d,每小時超濾不宜超過患者體重的1%,每次超濾量應不超過體重4%~5%,患者超濾後體重應不低於干體重,採用容量控制型血液透析機,定期調整患者干體重。應用含鈉140~142mmol/L透析液,也可適當提高透析液鈉濃度。每天服用降壓葯物,透析當天的降壓葯應在透析後服用。充分透析,改善貧血,治療心包炎和冠心病。急性心力衰竭或因高容量引起嚴重高血壓,宜先作單純超濾,然後再行血液透析。一旦發生低血壓,應將患者平卧,減慢血流速度,輸入50%葡萄糖注射液100ml,或輸白蛋白、血漿或全血。
e. 心跳驟停
血液透析過程中發生心跳驟停並非罕見,但國內外均無其發生率的報道,因為心跳驟停的原因在很大程度上同透析工作人員的技術水平或工作疏忽有關。原因有(1)嚴重溶血引起高鉀血症或體內缺鉀,仍然用低鉀透析液導致嚴重心率失常;(2)心力衰竭、急性肺水腫;(3)出血性心包填塞;(4)超濾過多,血壓突然下降或其他原因休克所致循環功能衰竭,未及時發現;(5)空氣栓塞;(6)維持性血液透析患者原有低鈣血症,透析中快速注入含拘櫞酸的血液,加重缺鈣引起心肌抑制;(7)顱內出血、顱內血腫、腦血管意外等;(8)嚴重透析失衡綜合征。在預防上,對有嚴重貧血、心臟擴大、心力衰患者,在透析過程中突感胸悶,訴說"全身說不出難受",心動過速或過緩,呼吸急促或不規則,血壓下降,在空氣捕捉器內血液顏色變暗紅等,往往預示嚴重意外即將發生,應及時停止透析,尋找原有。心臟驟停時,按心肺復甦急救處理。
f. 急性溶血
常見原因:(1)透析液溫度過高;(2)透析液比例泵失誤致滲透壓過低;(3)透析膜破裂引起較多透析液進入血液;(4)透析液用水中氯銨、硝酸鹽、銅離子等含量過多。患者胸部緊壓感,呼吸困難,背部疼痛,靜脈迴路血液呈深紅葡萄酒色,血細胞比容明顯下降,血離心後血漿呈粉紅色。發現溶血伴高鉀血症者應停止透析,透析管道及透析器中的血液勿回輸體內,及時處理高鉀血症及預防進一步發生或加重高鉀血症。
g. 出血
常見原因為肝素化過程中引起各種內出血,如上消化道、心包腔、顱內出血及血性胸水等。或血路管道斷裂或分離,在使用血泵的情況下,由於動靜脈導管內壓力較高,可引起導管壁破裂或導管連接處松脫,造成大出血。
㈣ 血液透析機的工作原理是什麼
血液透析機的工作原理是透析用濃縮液和透析用水經過透析液供給系統配製成合格的透析液,通過血液透析器,與血液監護警報系統引出的病人血液進行溶質彌散、滲透和超濾作用;作用後的病人血液通過血液監護警報系統返回病人體內,同時透析用後的液體作為廢液由透析液供給系統排出;不斷循環往復,完成整個透析過程。
結構原理
血液透析機大致可以分為血液監護警報系統和透析液供給系統兩部分。血液監護警報系統包括血泵、肝素泵、動靜脈壓監測和空氣監測等;透析液供給系統包括溫度控制系統、配液系統、除氣系統、電導率監測系統、超濾監測和漏血監測等部分組成。
其工作原理是:透析用濃縮液和透析用水經過透析液供給系統配製成合格的透析液,通過血液透析器,與血液監護警報系統引出的病人血液進行溶質彌散、滲透和超濾作用;作用後的病人血液通過血液監護警報系統返回病人體內,同時透析用後的液體作為廢液由透析液供給系統排出;
不斷循環往復,從而達到治療的目的,完成整個透析過程。如圖1所示:1-2代表的是血路;3-5-7表示透析液在配置好後准備透析或者透析液不正確時,透析液處於旁路未通過透析器的情況;3-6-7表示正常透析時,透析液流經透析器的路線;6表示進行單超時的情況。
㈤ 血透機的歷史和結構
有關血透機的結構原理:
血透是藉助血液透析機,從患者的血管將患者的血液引出體外,通過藉助不同技術原理製作的裝置,完成對血液中的溶質和水的傳遞,再將凈化後的血液回輸入體內,達到治療目的。可以定容定量,准確進行脫水,滿足不同病人不同治療的需要。其缺點是對設備和人員有嚴格的要求,病人需定期往返於醫院。血管條件差、心血管情況不穩定的患者,對血透治療的耐受性差。
1、電導度
電導度實際上是測量導體導電能力的一個參數,應用在血液透析機上是將透析液作為導體,通過電導度感測器間接地反映透析液的離子濃度。
影響電導度的因素:
(1)、A、B液配比是否正確;
(2)、流量是否穩定;
(3)、器靈敏度漂移及顯示差錯;
(4)、零配件損壞。
2、溫度
透析機是使用加熱器給透析液加溫,通過溫度感測器來控制溫度保持恆溫。透析液的溫度設置一般為35度~39度之間。
影響溫度的因素:
(1)、進水溫度;
(2)、供水不足或透析液流量不穩
(3)、加熱器損壞;
(4)、感測器損壞或工作點漂移。
3、漏血
漏血檢測是利用測量透析液管路里的透光強度來實現的。光束穿過透析廢液照射到感光管上,如果廢液里混有血液,則透光減弱,光電效應改變後引發報警,實現監測目的。
(1)、透析器破膜;
(2)、透析液中有空氣;
(3)、光路之間被廢液污染;
(4)、燈泡、感光管損壞、老化或電路工作點漂移。
4、血泵
血泵的工作是提供一個體外循環的動力,血透機是通過泵頭的轉動帶動滾輪擠壓泵管,推動動脈血流向透析器,實現體外循環。
影響血泵工作的因素:
(1)、體外循環系統報警;
(2)、血泵門未關嚴或泵管移動導致泵卡住;
(3)、滾輪污染後血泵運動受阻;
(4)、血泵間隙設置不正確。
(5)、泵零件損壞。
5、空氣檢測
空氣檢測是建立在超聲波原理基礎上的,超聲波在液體和固體內的傳播速度比在氣體內快,因此在靜脈血液管路的兩側分別安裝上超生波發射器和接受器來捕捉經過靜脈管路的氣泡。
影響空氣檢測的因素:
(1)、血路管安裝位置不妥或變形;
(2)、透析器內部除氣不足;
(3)、血流提速過快或高血流速度使動脈壓過低;
(4)、動脈穿刺的位置欠佳。
6、跨膜壓
跨膜壓是指透析器半透膜血液側和透析液側的壓力差。是用壓力感測器測量靜脈壓力和透析壓力的方法經過計算而來。
TMP=(Bi+Bo)/2 —(Di+Do)/2
其中:Bi=透析器血液入口處壓力
Bo=透析器血液出口處壓力
Di=透析液入口壓力
Do=透析液出口壓力
影響跨膜壓的因素:
(1)、靜脈壓;
(2)、透析器的選擇;
(3)、超濾率及時間的設置;
(4)、透析器內產生氣堵現象;
(5)、抗凝不足;
(6)、透析液側壓力感測器損壞。
有關血透機的歷史請向有關醫療器械行家咨詢。
㈥ 超濾與透析的區別
一、原理不同
超濾:超濾是血液通過機器泵或者血壓流經體外濾器,在人工腎小球跨膜壓的作用下,液體從壓力高的一側向壓力低的一側移動,通過對流的方式獲得超濾液。
透析:透析依靠半透膜進行彌散和滲透。半透膜兩側的溶質濃度差就是驅動溶質移動的原動力,溶質從濃度高的一側通過平衡膜向濃度低的一側(彌散作用),水分子移向滲透濃度高的一側(滲透作用)。
二、使用的膜不同
超濾:超濾膜的孔徑在0.05 um–1 nm之間,主要用於截留去除水中的懸浮物、膠體、微粒、細菌和病毒等大分子物質。
透析:透析所使用的半透膜厚度為10-20微米,膜上的孔徑平均為3納米,所以只允許分子量為1.5萬以下的小分子和部分中分子物質通過,而分子量大於3.5萬的大分子物質不能通過。
三、裝置不同
超濾:超濾裝置一般由若干超濾組件構成。
透析:透析所使用的裝置是血液透析器。
(6)血透機超濾平衡系統作用擴展閱讀
超濾的操作影響因素:料液流速、操作壓力、溫度、運行周期、進料濃度、料液的與處理、膜的清洗。
操作溫度主要取決於所處理的物料的化學、物理性質。由於高溫可降低料液的黏度,增加傳質效率,提高透過通量,因此應在允許的最高溫度下進行操作。
超濾膜透過通量與操作壓力的關系取決於膜和凝膠層的性質。超濾過程為凝膠化模型,膜透過通量與壓力無關,這時的通量稱為臨界透過通量。
㈦ 血液透析機的原理是什麼
首先:透析液用A+B液,離抄子濃度基本和人體環境差不多。
透析機內部:凈化後的RO水進入透析機,和AB液混合成透析液。中間有空氣分離、平衡腔、漏血感測器、溫度感測器、加熱棒、除氣泵、流量泵等部件。最後透析液通過一個帶接頭的管子出來,這你可以理解為外循環。
內循環就是血液通過透析器的中空纖維,根據超濾、彌散的原理把血液中的水、離子脫出來(和上面的透析液進行對流,當然,中間隔著半透膜)。
下面是費森尤斯4008S的內部水路圖。
㈧ 血透機的構造性能,, 血液透析的相關生化檢查及臨床專業檢查項目及臨床意義
性能:血液透析機結構及其工作原理
血液透析機大致可以分為血液監護警報系統和透析液供給系統兩部分。血液監護警報系統包括血泵、肝素泵、動靜脈壓監測和空氣監測等;透析液供給系統包括溫度控制系統、配液系統、除氣系統、電導率監測系統、超濾監測和漏血監測等部分組成。其工作原理是:透析用濃縮液和透析用水經過透析液供給系統配製成合格的透析液,通過血液透析器,與血液監護警報系統引出的病人血液進行溶質彌散、滲透和超濾作用;作用後的病人血液通過血液監護警報系統返回病人體內,同時透析用後的液體作為廢液由透析液供給系統排出;不斷循環往復,從而達到治療的目的,完成整個透析過程。如圖1所示:1-2代表的是血路;3-5-7表示透析液在配置好後准備透析或者透析液不正確時,透析液處於旁路未通過透析器的情況;3-6-7表示正常透析時,透析液流經透析器的路線;6表示進行單超時的情況。
血液透析機各部分功能
1. 血液監護警報系統部分
血液監護警報系統以Gambro AK 95為例如圖2所示,對各部分功能作簡要介紹。
a.血泵(Blood Pump)
用來推動血液循環以維持血液透析治療的順利進行。通常來說,血泵部分往往具有轉速檢測功能,用來監測病人的血流情況,而血流又與各種毒素的清除有關(如圖3所示),因此血泵轉輪與凹槽間距設定一定要精確,並需要經常調整,根據血路泵管的情況,一般將間距設定為3.2~ 3.3mm,不可太松,否則會造成血流檢測不準;也不可太緊,如果太緊會造成管路破裂,發生事故。
b.肝素泵(Heparin Pump)
肝素泵相當於臨床上應用的微量注射泵,用以持續向病人血液中注射肝素。由於病人的血液在體外循環與空氣接觸,很容易發生凝血現象,使用肝素泵防止發生凝血。
c.動靜脈壓監測
動脈壓監測用來監測透析器內血栓、凝固和壓力的變化。當血流不足時,動脈壓就會降低;當透析器內有凝血和血栓形成時,動脈壓就會升高;靜脈壓監測用來監測管路血液迴流的壓力。當透析器凝血或血栓形成、血流不足以及靜脈血迴流針頭脫落時,靜脈壓就會下降;如果血路迴流管扭曲堵塞或迴流針頭發生堵塞時,靜脈壓就會升高。以上情況發生時,機器會自動報警。
d.空氣監測(Air Detector)
用來監測血液流路以及靜脈滴壺中的空氣氣泡。一般用超聲波探測的原理,為了避免病人發生空氣栓塞而設置。當監測到有空氣氣泡時,檢測系統會驅動動、靜脈血路夾來阻斷血流,防止危險的發生。
2. 透析液供給系統部分
a.溫度控制系統
包括加熱和溫度檢測兩部分,在正常透析時,一般將符合治療標準的反滲透水加熱至36~40℃,與濃縮液混合後由溫度感測器檢測溫度,進而控制加溫使得透析液溫度與設定的溫度符合,一般透析液溫度控制在37℃左右,根據病人情況可適當調節。具有熱消毒的機器,在進行熱消毒時加熱溫度可以達到100℃。
b. 配液系統
配製合格的透析液,以碳酸鹽透析為例,其混合比例為:A液∶B液∶純水=1∶1.83∶34。目前很多機器都採用陶瓷泵進行配比,通過調整轉速快慢來達到配製透析液的精確性。
c.除氣系統
在水和濃縮液中存在一定的空氣,配製透析液過程中由於碳酸鹽的存在也會有氣體的生成,這些氣泡在透析液中有可能引起血液空氣栓塞、降低廢物的清除率、影響透析液的流量和壓力、進而影響電導率濃度等情況的發生,因而需要除去透析液中的空氣。除氣時利用負壓原理,一般除氣壓設為-600mmHg左右,但在高原地區要適當降低負壓,如蘭州、昆明等地設為-500mmHg即可。
d.電導率監測系統
一般碳酸鹽透析功能的血液透析機往往配置有2~3個電導率監測模塊,首先檢測A液的濃度,如果A液濃度達到要求再吸B液,然後檢出的電導率就是透析液的實際電導率。電導率監測模塊監測到的電導率值傳到CPU電路,與設定電導率相比較,進而控制濃縮液配製系統,使其配製出符合要求的透析液。通常測定透析液中陽離子濃度范圍為13.0~15.0ms/cm,透析液濃度維持在13.8~14.2之間。
e.超濾(Ultrafiltration)監測系統
利用跨膜壓(Trans-membranous Press,TMP)的壓力控制或容量控制來達到超濾、去除血液中水分的目的。跨膜壓增大,相應超濾量在時間確定的情況下也會增大(如圖4所示)。由於大部分血液透析病人腎臟功能衰竭或完全喪失,無法排除體內水分,因此超濾系統在血液透析機中非常重要。目前市場上血液透析機的超濾控制系統可以分為流量感測器系統和平衡腔兩類,Gambro公司使用的是前者,而其它大部分使用是後者,各有優缺點,都是通過比較通過透析器前後的流量差異來計算超濾量的,都比較准確。
f. 漏血監測(Blood Leakage)系統
血液透析過程中有時會發生透析器破膜現象,這時就會發生漏血,為了檢測漏血的發生,一般血液透析機利用光學原理檢測透析液中的血紅素,其檢測靈敏度為0.25~0.35ml血紅素/1升透析液,在透析過程中如果有沉澱或過臟,易發生假報警,這就需要操作人員及時清除漏血檢測部位的贓物。
㈨ 在金寶AK96血透機中,超濾單元主要用於監測進出超濾通道的流量,其原理是
摘要 血液透析(英語:Hemodialysis),是將血液抽出體外,經過血液透析機的滲透膜,清除血液中的新陳代謝廢物和雜質後,再將已凈化的血液輸送回體內,俗稱「洗腎」及「洗血」。血液透析機分為血液監護警報系統和析透液供給系統兩部分。血液監護警報系統包括血泵、肝素泵、動靜脈壓監測和空氣監測等;透析液供給系統包括溫度控制系統、配液系統、除氣系統、電導率監測系統、超濾監測和漏血監測等部分組成。其工作原理是:透析用濃縮液和透析用水經過透析液供給系統配製成合格的透析液,通過血液透析器,與血液監護警報系統引出的病人血液進行溶質彌散、滲透和超濾作用;作用後的病人血液通過血液監護警報系統返回病人體內,同時透析用後的液體作為廢液由透析液供給系統排出;不斷循環往復,完成整個透析過程
㈩ 超濾的應用
超濾膜的最小截留分子量為500道爾頓,在生物制葯中可用來分離蛋白質、酶、核酸、多糖、多肽、抗生素、病毒等。超濾的優點是沒有相轉移,無需添加任何強烈化學物質,可以在低溫下操作,過濾速率較快,便於做無菌處理等。所有這些都能使分離操作簡化,避免了生物活性物質的活力損失和變性。
由於超濾技術有以上諸多優點,故常被用作:
(1)大分子物質的脫鹽和濃縮,以及大分子物質溶劑系統的交換平衡。
(2)大分子物質的分級分離。
(3)生化制劑或其他制劑的去熱原處理。
超濾技術已成為制葯工業、食品工業、電子工業以及環境保護諸領域中不可缺少的有力工具 。 超濾技術的關鍵是膜。膜有各種不同的類型和規格,可根據工作的需要來選用。早期的膜是各向同性的均勻膜,即常用的微孔薄膜,其孔徑通常是0.05mm 和0.025mm。近幾年來生產了一些各向異性的不對稱超濾膜,其中一種各向異性擴散膜是由一層非常薄的、具有一定孔徑的多孔皮膚層(厚約0.1mm~1.0mm),和一層相對厚得多的(約1mm)更易通滲的、作為支撐用的海綿層組成。皮膚層決定了膜的選擇性,而海綿層增加了機械強度。由於皮膚層非常薄,因此高效、通透性好、流量大,且不易被溶質阻塞而導致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纖維或硝酸纖維或此二者的混合物製成。近來為適應制葯和食品工業上滅菌的需要,發展了非纖維型的各向膜,例如聚碸膜、聚碸醯胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1~14都是穩定的,且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩定的,若使用恰當,能連續用1~2年。暫時不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。超濾膜的基本性能指標主要有:水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化學物理穩定性(包括機械強度)等。
超濾裝置一般由若干超濾組件構成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。由於超濾法處理的液體多數是含有水溶性生物大分子、有機膠體、多糖及微生物等。這些物質極易粘附和沉積於膜表面上,造成嚴重的濃差極化和堵塞,這是超濾法最關鍵的問題,要克服濃差極化,通常可加大液體流量,加強湍流和加強攪拌。
在生物製品中應用超濾法有很高的經濟效益,例如供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操作時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。目前國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。國內的知名廠家有立升。
超濾在廢水處理中的應用
(1)還原性染料廢水處理;
(2)電泳塗漆廢水處理;
(3)含乳化油廢水處理;
(4)生活污水處理 一種孔徑規格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。採用超濾膜以壓力差為推動力的膜過
濾方法為超濾膜過濾。超濾膜大多由醋酯纖維或與其性能類似的高分子材料製得。最適於處理溶液中溶質的分離和增濃,也常用於其他分離技術難以完成的膠狀懸浮液的分離,其應用領域在不斷擴大。以壓力差為推動力的膜過濾可區分為超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。它們的區分是根據膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區分標准時,則微孔膜(MF)的額定孔徑范圍為0.02~10μm;超濾膜(UF)為0.001~0.02μm;逆滲透膜(RO)為0.0001~0.001μm。由此可知,超濾膜最適於處理溶液中溶質的分離和增濃,或採用其他分離技術所難以完成的膠狀懸浮液的分離。超濾膜的制膜技術,即獲得預期尺寸和窄分布微孔的技術是極其重要的。孔的控制因素較多,如根據制膜時溶液的種類和濃度、蒸發及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分布的超濾膜。超濾膜一般為高分子分離膜,用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚碸、聚丙烯腈、聚醯胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式,廣泛用於如醫葯工業、食品工業、環境工程等。我們都知道篩子是用來篩東西的,它能將細小物體放行,而將個頭較大的截留下來。可是,您聽說過能篩分子的篩子嗎?超膜--這種超級篩子能將尺寸不等的分子篩分開來!那麼,到底什麼是超濾膜呢? 超濾膜是一種具有超級「篩分」分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米,也就是說只有一根頭發絲的1‰!在膜的一側施以適當壓力,就能篩出大於孔徑的溶質分子,以分離分子量大於500道爾頓、粒徑大於2~20納米的顆粒。超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的,沒有皮層,所有方向上的孔隙都是一樣的,屬於深層過濾;後者具有較緻密的表層和以指狀結構為主的底層,表層厚度為0.1微米或更小,並具有排列有序的微孔,底層厚度為200~250微米,屬於表層過濾。工業使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、聚丙烯腈、聚醯胺、聚碸醯胺、磺化聚碸、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超濾廚飲用兩用機:①PP棉濾芯、②活性碳、③納米膜表超濾膜濾芯、④復合濾芯,五級過濾設備多加了一個後置活性炭,六級的多加了一個礦化濾芯就成立市場上見到的直飲水機。更多級的就加更多針對性的濾芯。 (1)增壓泵超濾膜以力差為推動力進行過濾,當原水的水壓不能滿足過濾需求時,系統需要增加泵加壓,以實現超濾膜分離作用,由於超濾膜的工作壓力較低,一般小於O·7MPa,故在系統設計時,一般選用離心泵,選擇離心泵的主要依據是揚程、流量、泵體材質,其次是泵的體積大小、外觀造型和價格等。
①揚程和流量的選擇根據超濾系統設計中所需要的進水工作壓力,跨膜壓差和通水流量,來選擇泵的揚程和流量。一般選擇水泵的揚程和流量應當等於或略大於設計供水量和工作壓力,以滿足超濾系統的正常運行。
②泵體材質的選擇根據原水水質的情況來選擇合適的泵體材質以減少投資成本,其材質不能與原水中的成分產生任何反應,也不能有溶解現象。當原水的pH值為6.5~8.5時可選用鑄鐵泵體;當原水為海水時,應選耐海水腐蝕的塑料泵體;醫葯和食品工業水處理卻一般選擇使用不銹鋼泵體。
化學清洗泵一般選擇耐化學葯劑的泵體。
(2)減壓閥 當原水水壓大於系統設計水壓時,要對原水進行減壓。一般採用可減靜壓的減壓閥來實現,減壓閥減壓的精度視超濾系統而定。另根據原水的水質選擇適合材質的減壓閥,一般可選的材質為銅、不銹鋼、鐵、塑膠。
(3)物理清洗和化學清洗系統 清洗系統主要由配葯箱、凈水箱、循環泵組成,採用氣水混合清洗的還包括空壓機,一般物理清洗分為等壓沖洗和反沖洗。等壓沖洗時是關閉產水閥,全開濃水閥,使原水以快於正常工作狀態時的流速沖刷膜表面,去除污垢。反沖洗是關閉原水閥採用循環泵,將凈水箱中的水從產水口打入膜組件。使凈水按正常過濾的反方向透過膜,沖刷掉膜表面的污染物,並使其從濃水口排出,反沖洗後,馬上進行等壓沖洗。能更有效地將被截留的污染物排出,為了加強清洗效果,順沖時,可採用氣水混合液進行沖洗。
化學清洗系統是用循環泵將配葯箱內的清洗液送入超濾系統,進行循環清洗和浸泡,靠化學葯品的作用去除膜表面的污垢,以恢復膜的產水能力,維持設計流量要求。
(4)消毒滅菌系統超濾的消毒滅菌系統所用設備和操作程序與化學清洗系統相同,僅需要將清洗液換成滅菌液即可,一般使用的滅菌劑為次氯酸鈉和過氧化氫,在選擇滅菌劑時要考慮劑膜的材質和滅菌劑濃度。例如Ps材質膜不能採用含有陰離子表面活性劑的滅菌劑,否則會對膜造成不可逆的通量損失。
(5)自動化計量、監控和儀表
①計量水流量採用流量表來計量,流量計有轉子流量計、浮子流量計、電磁流量計、掙針式流量計等。在超濾系統中大多採用玻璃浮子(轉子)流量計,主要是顯示直觀,價格低,一台超濾系統最少需要設置兩個流量計以便觀察,一個是產水流量計,一個是濃水流量計或原水進水流量計。 流量計規格的選擇是根據系統的流量大小而定,浮子流量計的選擇通常選用的量程為1.5~2倍的實際最大測量流量。
②監控系統及儀表超濾系統在運行時,必須嚴格按照設計參數進行操作,這需要系統的相關參數進行監控,其中主要的監控項目是水質、流量、壓力,可以手動操作,也可採用儀表和可編程式控制制器對系統進行自動控制。
對水質的監控可採用水質監測儀進行,對水壓的監控可採用壓力開關和壓力表進行,對流量的控制可採用電子流量計進行監測,並將監測信號反饋到PLC中,然後來控制泵,閥門及清洗系統,從而實現系統的自動化。
壓力是超濾系統的一個重要參數,故在壓力表選擇時,要注意其精度和耐用性。壓力表量程的選擇,以使用壓力能使指針處於刻度盤的1/2~2/3位置為宜,並要考慮水錘對壓力表的沖擊。