ЛЬВІВСЬКИЙ МЕДИЧНИЙ ФОРУМ- одна з найбільших медичних подій України, куди з'їжджаються науковці, спеціалісти в різних галузях медицини, представники фі...
28.05.2024 / 00:00ЯК ЗАБЕЗПЕЧИТИ ОЧИЩЕНОЮ ВОДОЮ МЕДИЧНУ УСТАНОВУ, ЦЕНТР КРОВІ ТА ЛАБОРАТОРІЮ
Для чого потрібна чиста вода?
Які використовуються технології для очищення води?
В чому особливості дистиляції?
Які недоліки дистиляції води?
Які особливості системи зворотного осмосу?
Чим оснащені системи зворотного осмосу?
Що слід знати при покупці системи зворотного осмосу?
Відомо, що вода є основою життя. Це обумовлено фізичними й хімічними властивостями, що робить її одним із кращих розчинників. Особливий поверхневий натяг, аномальний коефіцієнт розширення при замерзанні, наявність декількох точок рекристалізації, одна з найбільших теплоємностей в природі та інші цікаві особливості використовує не тільки природа, а й людина для усіх цілей своєї діяльності – від медицини до ядерної енергетики.
Де використовується чиста вода?
Для більшості цілей потрібна чиста вода, без домішок, які викликають незаплановані ефекти. Але це не так просто з великою розчинністю цієї речовини води. Вона моментально розчиняє усі доступні сполуки, сприяє іонообміну, корозії й фізично впливає на матеріал. Навіть при зберіганні в скляній тарі, що вільно витримує вплив концентрованих кислот і лугів, вода здатна брати участь в іонообміні, що призводить до так званого «вилужування» скла. Саме цей ефект став однією з причин переходу служби крові із заготівлі в скляні пляшки на використання пластикатної тари.
Усе це робить отримання чистої води відповідальним завданням, з яким стикається більшість медичних установ, банків крові, харчових та сільськогосподарських виробництв, заводів, лабораторій та ін. Чистої від домішок води в природі не існує. Навіть дощова й отримана з льодовиків вода містить значну кількість розчинених солей і домішок.
Які використовуються технології для очищення води?
Для отримання максимально очищеної води використовують дві основні технології: дистиляція й осмос. Оцінка якості отриманої води відбувається шляхом вимірювання токопровідності. Якщо у воді відсутні домішки, то вона є діелектриком, тобто майже не проводить електричний струм. Але наявність навіть невеликої кількості іонів робить її токопровідною. Провідність залежить від відстані між електродами й вимірюється у См/м – сименс на метр, хоча для зручності частіше використовують мкСм/м – мікросименс на метр. Токопровідність абсолютно чистої води становить близько 0 См/м, але досягти цього майже неможливо у звичайних умовах. Очищена вода високої якості має провідність 1-5 мкСм/м. Така вода використовується у більшості виробництвах, гемодіалізі, банках крові, лабораторіях.
Помилковим вважається корисним вживання такої води для пиття. Агресивне середовище в організм не віддає корисні речовини, а вимиває їх. З цієї причини перед питтям така вода обов’язково мінералізується, що робить її придатною і корисною, оскільки у ній відсутні шкідливі домішки.
В чому особливості дистиляції?
Отримання очищеної води дистиляцією історично більш давнє. Цей принцип заснований на випаровуванні із подальшою конденсацією парів. При цьому домішки залишаються у кубі, а чиста вода переходить паром в іншу судину, охолодження якої призводить до конденсації й переходу води в рідкий стан.
Конструктивно дистилятори містять дві основні частини – куб і холодильник. Куб – це ємність, у яку закачується звичайна вода і доводиться там нагріванням до кипіння. По паропроводу пар потрапляє у холодильник, де рухаючись по охолодженій трубі, віддає тепло і конденсується. Отримана вода є дистилятом і збирається у спеціальну ємність або відводиться на кран. Сучасні аквадистилятори повністю автоматизовані. Система слідкує за температурою, часом роботи й навіть заповнює куб новою водою. Дистилятори із функцією бідистиляції здатні видати воду з провідністю менш як 1 мкСм/м, але такий рівень очищення, як і хімічно чиста вода (що є вищим ступенем очищення) використовується значно рідше, а її отримання значно дорожче.
Які недоліки дистиляції води?
Недоліком цього методу є великі енерговитрати на нагрів, оскільки вода має найбільшу теплоємність в природі. Ще більше енергії в силу фізичних властивостей води потрібно на процес випаровування при досяжності температури 100 С.
Другим недоліком є те, що під час дистиляції деякі речовини в невеликій кількості все ж потрапляють до дистиляту. Для усунення цього проводять бі- і три-дистиляцію, тобто повторюють цей процес з вже дистильованою водою.
Третій недолік - це невелика пропускна здатність такої системи, яка нівелюється накопиченням деякої кількості води з подальшим її відбором.
Які особливості системи зворотного осмосу?
Інший спосіб очищення води - система зворотного осмосу, побудована на принципі роботи напівпроникної мембрани.
Завдяки градієнту відбувається обмін молекулами, точніше їх рух в одному напрямку. Підвищений тиск з однієї сторони мембрани може змінити цей напрямок. Сприяє майже повному очищенню води саме наявність мембрани, через яку під певним тиском проти градієнта концентрації рухається вода. Ця відносно нова технологія почала використовуватися з 70-х років 20 століття. Тиск води переважає осмотичний тиск, що призводить до її руху через мембрану, яка не пропускає більших молекул.
Перевагами цього методу вважають високу енергоефективність, бо не потрібно нагрівати воду, а лише забезпечити роботу насосів. У результаті зворотного осмосу досягається повне знезараження води, оскільки пори фільтрів не більше 0,3 нм і через них не проходять не тільки бактерії й віруси, але й більшість великих молекул. Також ці системи дозволяють отримати великі обсяги очищеної води за короткий час. Серед недоліків можна виділити те, що деякі дрібні молекули все ж проходять через мембрану з водою. Але їх кількість є незначною і не впливає на результати для більшості завдань. Провідність такої води сягає 2–5 мкСм/м.
Чим оснащені системи зворотного осмосу?
Конструктивно оснащення зворотного осмосу містить фільтри на вході, сольове пом’якшення і реагентну підготовку, при необхідності, іонообмінні колонки, насоси високого тиску та саму мембрану, на яку подається вода. Після проходу через блок мембрани отримують очищену воду - пермеат і воду із залишковими солями – концентрат, який зливається в каналізацію. Для досягнення необхідного тиску використовують потужні роторні або багатосходинкові центробіжні насоси. Концентрат, який містить виділені з води розчинені речовини, сягає 70% від первинно взятої води й потребує відповідного за пропускною спроможністю зливу в каналізацію. Розмір цих систем залежить від об’єму води та пропускної здатності й може бути від невеликого кейса, для отримання води в лабораторії, до декількох кімнат для постачання пермеату у відділення гемодіалізу.
Сучасні системи можуть мати мікропроцесорне управління й індикацію параметрів на рідкокристалічному дисплеї, що значно полегшує експлуатацію, контроль інформації з датчиків розходу води, виходу пермеату. Такі системи, як правило, підбираються фахівцями під технічне завдання. Так, скажемо, при гемодіалізі потрібен постійний потік пермеату, а для стерилізаційного відділення, де використовуються парові стерилізатори підійде менш потужна система з накопиченням води.
Також важливо передбачити можливість контролю провідності води на виході. Більшість парових стерилізаторів вимагають чітко визначити максимальне значення цього показника. Позаяк підвищений вміст солей викликає появу накипу і призводить до помилок цього оснащення.
Що слід знати при покупці системи зворотного осмосу?
Часто при виборі системи водопідготовки варто зважити весь потенційні витрати води за всіма відділами й замість покупки декількох дрібних пристроїв придбати більш потужний, що буде економічно доцільніше, хоча і вимагає проведення трубопроводів.
Комплекс систем водопідготовки має цілу низку параметрів, які повинні відповідати вимогам оснащення, на якому ця вода використовується. Це означає, що покупку таких систем варто планувати в комплексі зі стерилізаційним, мийним, лабораторним, медичним і іншими оснащенням для будівництва єдиної сумісної системи. В медичних установах варто передбачати дезінфекцію трубопроводів і фітингів.
Таким чином, придбання водопідготовки стає єдиним шляхом забезпечення належної роботи стерилізаційних відділень, лабораторій, багатьох інших медичних підрозділів і вимагає комплексного і професійного підходу.