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上海和泰Medium-S300纯水仪构造原理与典型故障维修

[导读]降低了 纯水仪的故障发生率,提高了工程师对纯水仪故障的维修效率,保证了超纯水供应的高质、稳定和高效。结论 了解Pure ForMedium-S300纯水仪的构造原理,分析和研究影响超纯水水质的典型故障,保证了本院实验检验中心超纯水仪供应的稳 定、高效,为保障同类设备正常运行提供参考。

引言 纯水作为生  化反应的载体或介质、样品或试剂的稀释 液和溶剂、仪器的清洗液甚至反应的参与者贯穿生化检测 的全过程。随着医学检验学科的发展,医院检验科对所用 纯水的要求也越来越严格,水质的好坏可能直接导致检验 结果的准确与否 [1-3],大部分生化检验设备在运作时都需要 持续不断的纯水供应。构建一套高效、稳定的超纯水制备 系统以满足检验科的日常工作所需,是十分必要的。 纯水仪采用预处理、反渗透、EDI电去离子等多种水处理技术,可生产出符合检验科需求的 超纯水。本院有多台纯水仪,提供实验检验中心所需的所 有超纯水,必须做到供水稳定、高效,水质符合要求,因 此对其维修和维护尤为重要。

1 Medium-S300纯水仪的构造及原理 Medium-S300纯水仪采用预处理、反渗透、EDI 电去离子、 紫外杀菌降解、微滤和超滤等多种水处理技术,结合多点 仪表在线检测,计算机智能化控制技术而设计的超纯水制 备系统 [4]。自来水在经过预处理之后压入反渗透膜,脱盐 之后成为纯水输出,然后进入EDI 模块,通过电去离子交 换技术获得检验所需超纯水,最后进过紫外杀菌灯和终端过滤器之后被纯水泵压入用水点。Medium-S300 纯水仪的流程 原理,见图1。主要由预处理系统、反渗透系统、EDI(Electrode Ionization)模块 [5-6] 和给水系统组成。

(1)预处理系统:包含有原水泵、活性炭过滤器、前 置过滤器(20 μm滤芯)和保安过滤器(5 μm滤芯)。活性 炭过滤器利用活性炭的微孔结构,吸附原水中的可溶性有机 物、活性炭和氯胺等。前置过滤器作为粗过滤器,主要是 过滤原水中较粗大的杂质。保安过滤器是精密过滤器,过 滤原水中的细小杂质和微粒子,减少对反渗透膜的破坏 [7-8]。 (2)反渗透系统:包含有高压泵和反渗透膜。反渗透 系统对于水的纯化是基于分子筛和离子排斥原理 [9],反渗透 膜是一种半透膜,可以阻挡分子量大于300 的溶解性无机 物、有机物、细菌、内毒素、病毒和微小颗粒,可以去除原 水中97% 以上的离子,生成电导率小于10 μs/cm 的纯水。  (3)EDI 模块 :包含EDI 膜堆,主要是将纯水进 一步去离子,生成电阻率大于10 MΩ ·cm 的超纯水。 EDI 技术 [10-11],是利用混合离子交换树脂吸附给水中的阴 阳离子,同时这些被吸附离子在直流电压作用下,分别透 过阴阳离子交换膜而被去除的分离过程,是将电渗析与离 子交换有机结合的新型膜分离技术。其工作原理,见图 2。 (4)给水系统 :包含外接水箱、纯水泵、紫外杀菌灯 和终端过滤器,主要功能是将超纯水输送至用水点。

2  故障维修实例分析 

2.1 维修实例一 

2.1.1 故障现象 纯水仪通水管路严重漏水。该故障多发生于夜晚。 

2.1.2 故障分析处理 Medium-S300 纯水仪塑料材质通水管道众多,并非所有连接处均使用螺纹相连,部分连接点使用特定胶水黏连,这 些连接处经常会有渗水、漏水现象,漏水量一般较小。若 漏水量巨大,极有能是进水管道相关连接处脱落,原水因 自身水压较大而大量泄漏。检查发现果然如此,将管道脱 落处重新黏连固定,仪器不再漏水。但一个月内相同漏水 现象多次出现,且检查发现管道脱落位置为同一处。 研究发现,当原水进水水压过大超过0.4 MPa 时,该 进水管道连接处较大几率因为水压过大而被冲开,导致原 水大量泄露 [12]。由于本院自来水水压不稳定,白天水压较 低而夜晚水压偏高。同时纯水仪设定凌晨两点进行例行冲 洗,冲洗过程中原水泵功率比制水时更大,两相压力叠加 导致管道脱落漏水。解决方案是在纯水仪原水进水管路上 加装限压阀,保证水压上限在安全工作范围内,问题解决。 2.2 维修实例二 

2.2.1 故障现象 用水点超纯水电阻率略低于10 MΩ · cm,达不到检验 科的用水要求。 

2.2.2 故障分析处理 Medium-S300纯水仪设有纯水采样点和超纯水采样点,在 图 1 流程原理图上标记为取样阀,分别在反渗透膜和EDI 膜堆后。且纯水仪出水口和检验科用水点采样检测,共为 四处水质采样检测点。原水和纯水检测电导率,超纯水检 测电阻率。 经检测,纯水采样点水质电导率在5~10 μs/cm 之间, 超纯水采样点电阻率在10~12 MΩ · cm 之间,和纯水仪技 术标准吻合,符合检验科要求 ;在纯水仪出水口和检验科 用水点检测水质,电阻率一般在9~10 MΩ · cm 之间,略 低于科室要求。研究发现,超纯水在外接水箱储存一段时间 后,经过纯水泵、紫外杀菌灯、终端过滤器和用水管路到 达检验科用水点后,水质略有下降。解决方案是在仪器出水 口处额外加装一个过滤器,内含核级离子交换树脂 [13],减 少超纯水采样点和检验科用水点之间水质差距,问题解决。 

2.3 维修实例三 

2.3.1 故障现象 检验科用水点处超纯水水质极差,电导率只有20 μs/cm, 甚至达不到纯水的标准,导致检验仪器因为水质过差而无 法工作。 

2.3.2 故障分析处理 本院检验科用水为超纯水,要求电阻率大于10 MΩ·cm。 用水点处水质极差,有两种可能 :纯水仪正常,超纯水 在用水管道中被污染 ;纯水仪本身故障,无法生产超纯 水或超纯水在仪器中即被污染。分别检测纯水仪出水 口和用水点处超纯水,发现电导率均在20~30 μs/cm 之 间,二者区别不大,排除用水管道破裂导致超纯水被污染 的可能性。在仪器纯水采样点采样检测,水样电导率在5~10 μs/cm之间,确认反渗透膜制纯水工作正常;在超纯 水采样点采样检测,水样电阻率在11~12 MΩ·cm之间, 符合检验科用水标准,说明EDI模块制作超纯水工作也正 常。进过上述排查,判断纯水仪在制作纯水和超纯水时工 作正常,而将超纯水从EDI出水口输送到仪器出水口的过 程中被严重污染导致水质下降。 研究ROE300 的流程原理图发现,在终端过滤器和保 安过滤器之间存在用于超纯水回流重利用的回水通道,见 图 3。该水回路上有一个球阀和一个止回阀,保证水流方 向为超纯水回流。经检查发现该止回阀故障 [14],导致原水 大量混入超纯水引起水质下降。解决方案是更换故障止回 阀,问题解决。

3  总结 

稳定、高效的超纯水供应是保证医院检验科正常工作 的基础,对超纯水的水质要求也越来越高。超纯水水质不 合格,会影响生化检验结果的正确性,也会影响到生化检 验仪器的使用寿命,甚至会导致生化检验仪器无法正常工 作。因此保证超纯水水质合格是纯水仪维护的重点。本文 探讨的几例纯水仪故障维修案例,包含了两种典型的水质 不合格故障。一种超纯水水质略低于标准水质,另一种则 是水质远远达不到标准。遇到前者,纯水仪很可能没有技 术性故障,除了更换各种过滤膜耗材外,往往没有特定故 障维修点,只能另想方法改进仪器,提高超纯水品质才能 解决问题 ;遇到后者,基本是纯水仪本身技术性故障,只 要找出故障点进行维修,就能解决问题。这几例典型故障, 对于同类型纯水仪的水质保障和故障维修,无论上思维方 式上,还是实际故障维修,都具有良好的借鉴意义。 与制水相关的设备,故障出现的概率相比其他医疗设 备更高,且各种过滤器、反渗透膜和EDI 模块都会随着使用时间的增加,转化效率逐渐变低。因此,要做好纯水仪 器的日常维护工作,对整个技术流程实施检测和管理,做 到快速、高效地解决各种故障, 做好故障解除后相应的检 测和检查 [15-17],保证医院纯水制备系统高效、稳定的工作, 产出符合标准的超纯水。






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