Pure Force ROE300纯水仪构造原理与典型故障维修
王琦，郑焜
浙江大学医学院附属儿童医院 医疗设备科，浙江 杭州 310052
[摘 要] 目的探索本院Pure Force ROE300纯水仪的构造和原理，确保为医院实验检验中心稳定、高效地提供高质量超纯水。方法在总结纯水仪应用维修实践的基础上，研究纯水仪预处理、反渗透膜、EDI模块等技术的原理与操作维修的相互关系。在典型故障的维修和分析中，研究出影响纯水仪超纯水水质的相关因素，进行质量控制和维护维修。结果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 Force ROE300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。
[关键词]纯水仪；构造原理；维修实例；反渗透膜
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。
Pure force ROE300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 ROE300纯水仪的构造及原理
ROE300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。ROE300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。
图1 ROE300纯水仪结构原理图
（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。
图2 EDI去离子过程示意图
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
ROE300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
ROE300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。
图3 超纯水回水通道示意图
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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Structural Principle and Typical Troubleshooting of Pure Force ROE300 Pure Water Equipment
WANG Qi, ZHENG Kun
Department of Medical Equipment, The Children’s Hospital, School of Medicine, Zhejiang University, Hangzhou Zhejiang 310052, China
Abstract: ObjectiveThis paper explored the structure and work principle of the pure water equipment (Pure Force ROE300) in our hospital. The objective was to ensure the supply of high-quality pure water for the laboratory stably and efficiently.MethodsBased on the summary of the application and maintenance of the pure water equipment, the relationship between the work principle and maintenance of the pretreatment, reverse osmosis membrane and EDI module were researched. In the maintenance and analysis of typical cases, the factors influencing the water quality of pure water meter were studied, and the quality control and maintenance were carried out.ResultsThe fault rate of the pure water equipment was reduced and the maintenance efficiency for the water meter was improved, which ensured the high quality and efficiency of the pure water supply.ConclusionThrough researching the construction principle of Pure Force ROE300 pure water equipment, the author analyzed and studied the typical faults affecting the quality of pure water, which ensured the supply of high-quality pure water for the laboratory stably and efficiently. This results can be used in other similar equipment.
Key words:pure water equipment; construction principle; cases of troubleshooting; reverse osmosis membrane
[中图分类号]TH789
收稿日期：2018-01-25
修回日期：2018-02-02
通讯作者：郑焜，教授级高级工程师，主要研究方向为现代医疗设备的技术和发展。
通讯作者邮箱：zhengkun@zju.edu.cn
[文献标识码]]B
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2018.08.026
[文章编号]1674-1633(2018)08-0105-03
本文编辑 袁隽玲