隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及人民對醫(yī)療質(zhì)量要求不斷提高，國家及民營資本逐年加大投入醫(yī)院的建設(shè)，各省市每年新建、改擴(kuò)建醫(yī)院的數(shù)量飛速增長。醫(yī)院在新建、改擴(kuò)建過程中，醫(yī)院凈水系統(tǒng)盡管投資比重不大，但涉及的凈水需求科室?guī)缀醺采w全院。美國、歐盟、日本等經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，醫(yī)院管理較為先進(jìn)的國家，早在20世紀(jì)70年代就已相繼制定并實(shí)施了較為健全的醫(yī)院凈水使用管理制度及不同科目的凈水標(biāo)準(zhǔn)。隨后，這些國家的醫(yī)院紛紛建立起了醫(yī)院凈水系統(tǒng)。我國自20世紀(jì)末引進(jìn)并實(shí)施了集中制水、分質(zhì)供水的醫(yī)院凈水系統(tǒng)理念和方案。隨著技術(shù)的成熟和進(jìn)步，在我國醫(yī)院凈水系統(tǒng)因其獨(dú)特的優(yōu)勢正在快速替代原有的分散式制水設(shè)備。
醫(yī)院凈水系統(tǒng)的重要程度不低于醫(yī)用氣體系統(tǒng)，一套安全可靠的醫(yī)院凈水系統(tǒng)源自設(shè)計(jì)過程中的嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)致。
本文主要從設(shè)計(jì)原則、水質(zhì)分類設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)房設(shè)計(jì)、系統(tǒng)特性與優(yōu)勢六個(gè)方面進(jìn)行探討與分析。
水機(jī)房實(shí)景圖1
一、醫(yī)院凈水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
1.先進(jìn)性：采用國際或國內(nèi)通行的先進(jìn)技術(shù)。
2.成熟性：以適用為原則，采用成熟的或經(jīng)過工程檢驗(yàn)的先進(jìn)技術(shù)。
3.標(biāo)準(zhǔn)化：采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。
4.安全性：包括系統(tǒng)自身安全和信息傳遞的安全，系統(tǒng)必須考慮應(yīng)急處理措施，異常情況下保證一定時(shí)間的供水及重點(diǎn)科室供水。
5.長壽命：設(shè)計(jì)中選用全新的和長壽命期的材料及設(shè)備，適用于7*24小時(shí)的工況，系統(tǒng)考慮必要的冗余設(shè)計(jì)。
6.運(yùn)行成本低：充分考慮濃水綜合利用，提高水資源利用率，動(dòng)力裝置考慮能效比高的產(chǎn)品。
7.易維護(hù)：設(shè)備選型合理、可靠、先進(jìn)、高效節(jié)能，最大可能地減少投資費(fèi)用、維修費(fèi)用。系統(tǒng)設(shè)備必須滿足易于檢驗(yàn)、清洗、潤滑及維修的需求。
二、醫(yī)院凈水系統(tǒng)的水質(zhì)分類設(shè)計(jì)
醫(yī)院的水源絕大部分均來自于市政自來水，因此原水的指標(biāo)均應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。但是醫(yī)院很多專業(yè)科室均需要對原水進(jìn)行水質(zhì)處理才能達(dá)到實(shí)際使用的要求，由于水質(zhì)指標(biāo)要求的差異性從而決定了醫(yī)院凈水系統(tǒng)“集中制水、分質(zhì)供水”的系統(tǒng)特性。
醫(yī)院凈水按水質(zhì)指標(biāo)差異主要分如下幾種：
1.血液透析用水：原水經(jīng)凈水系統(tǒng)處理后濾除固形顆粒、細(xì)菌、病毒、內(nèi)毒素、有害離子，供血透機(jī)用水和透析液配制用水，終端水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到美國AAMI/ASAIO標(biāo)準(zhǔn)、中國血液透析和相關(guān)治療用水標(biāo)準(zhǔn)（YY0572-2015）。使用科室主要為：血透中心、ICU等。
2.器械清洗消毒用水：原水經(jīng)凈水系統(tǒng)處理后濾除固形顆粒、細(xì)菌、病毒、有害離子，終端水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《醫(yī)院消毒供應(yīng)中心-第1部分管理規(guī)范》（WS310.1-2016）和《醫(yī)院消毒供應(yīng)中心-第2部分清洗消毒及滅菌技術(shù)操作規(guī)范》（WS310.2-2016）的相關(guān)要求，同時(shí)內(nèi)鏡中心清洗消毒水指標(biāo)達(dá)到《軟式內(nèi)鏡清洗消毒技術(shù)規(guī)范》（WS 507-2016）。使用科室主要為：中心供應(yīng)室、手術(shù)部供應(yīng)室、手術(shù)部洗消間、內(nèi)鏡清洗室、DSA導(dǎo)管清洗間、口腔科等。
3.生化檢驗(yàn)用水：原水經(jīng)凈水系統(tǒng)處理后幾乎濾除全部雜質(zhì)和離子，終端水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《中國國家實(shí)驗(yàn)室分析用水標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T6682-2008）中一級水質(zhì)指標(biāo)和2005版藥典純化水指標(biāo)。使用科室主要為：生化檢驗(yàn)科、病理科、藥物配置中心等。
4.沖洗用水：原水經(jīng)凈水系統(tǒng)處理后濾除固形顆粒、細(xì)菌、病毒，終端水質(zhì)指標(biāo)離子指標(biāo)與原水基本一致，固形顆粒和細(xì)菌的濾除率>99%，因此又被稱為無菌沖洗水。使用科室主要為：中心手術(shù)部刷手、產(chǎn)科手術(shù)無菌刷手、洗嬰、水中分娩、化療病人無菌沐浴。
5.飲用純水：原水經(jīng)凈水系統(tǒng)處理后濾除固形顆粒、細(xì)菌、病毒、有害離子，終端水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)包裝飲用水》(GB19298-2014)的指標(biāo)要求。使用科室主要為：醫(yī)療候診區(qū)、辦公區(qū)、護(hù)士站、桶裝飲用水灌裝間等。
6.軟化水：原水經(jīng)凈水系統(tǒng)處理后濾除固形顆粒、細(xì)菌、病毒，去除水中大部分硬度，出水硬度小于17.1mg/L。使用科室主要為：中心供應(yīng)室粗洗槽和清洗機(jī)。
以上6種水基本上涵蓋了一個(gè)綜合性醫(yī)院的醫(yī)院凈水種類需求，其他類型的特殊用水可以根據(jù)具體的要求在以上6種水的基礎(chǔ)上對制水工藝進(jìn)行微調(diào)就可以實(shí)現(xiàn)。
三、醫(yī)院凈水系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)
3.1工藝流程說明
一個(gè)完整的醫(yī)院凈水系統(tǒng)的工藝系統(tǒng)主要由預(yù)處理部分、反滲透部分、后處理部分、循環(huán)管路系統(tǒng)組成。
3.1.1 預(yù)處理部分
為了保證在維護(hù)過程中保證設(shè)備運(yùn)行與設(shè)備的運(yùn)行安全，預(yù)處理由兩套機(jī)械過濾器與活性炭過濾器等預(yù)處理設(shè)備組成，支持獨(dú)立開啟與在線維護(hù)。
預(yù)處理的目的為：防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒污堵；防止有機(jī)物的污堵；防止微生物的污堵；防止氧化性物質(zhì)對膜的氧化破壞；保持反滲透裝置產(chǎn)水量穩(wěn)定。確保反滲透裝置穩(wěn)定運(yùn)行和使用壽命，因此必須對原水進(jìn)行預(yù)處理，使反滲透進(jìn)水達(dá)到進(jìn)水水質(zhì)要求。預(yù)處理的產(chǎn)水即為軟化水，可直接供應(yīng)到對應(yīng)的用水科室。
1.原水箱
要求材質(zhì)304或以上不銹鋼。上、下底用圓弧鍋型封頭成型，頂部留有人孔，底部中間有排污口。
2.動(dòng)力泵
揚(yáng)程、流量以滿足各用水點(diǎn)的實(shí)際需要為基本要求，預(yù)處理和反滲透動(dòng)力泵的過流材質(zhì)不低于304不銹鋼，純水輸送泵的過流材質(zhì)不低于304不銹鋼。每路動(dòng)力泵采用一開一備設(shè)計(jì)，并要求運(yùn)行中的泵遇故障時(shí)，備用泵能自動(dòng)切換運(yùn)行。
3．預(yù)處理
具備機(jī)械濾器、軟水器、碳濾器各兩套；每套濾器材質(zhì)不低于304不銹鋼，具有下料口和人孔。運(yùn)行中被處理水在濾器介質(zhì)內(nèi)的有效停留時(shí)間T≥2.5 min。
3.1.2 反滲透部分
反滲透裝置是該項(xiàng)目預(yù)脫鹽的心臟部分，經(jīng)反滲透處理的水，能去除水中絕大部分無機(jī)鹽、有機(jī)物、微生物、細(xì)菌。
為了保證在維護(hù)過程中保證設(shè)備運(yùn)行與設(shè)備的運(yùn)行安全，反滲透系統(tǒng)雙套設(shè)計(jì)，并支持單套運(yùn)行。
1．反滲透組件
盡最大可能考慮原水的利用率。反滲透系統(tǒng)設(shè)置有就地直接顯示裝置運(yùn)行工況的壓降、產(chǎn)水量、脫鹽率、回收率等重要參數(shù)的就地儀表。系統(tǒng)還設(shè)置高、低壓保護(hù)開關(guān)，保證反滲透系統(tǒng)自動(dòng)或手動(dòng)安全可靠運(yùn)行。
反滲透產(chǎn)水設(shè)不合格產(chǎn)水排放閥門，反滲透停機(jī)后新投入運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的不合格產(chǎn)水通過此閥門排放，不進(jìn)入下道工序。
反滲透產(chǎn)水側(cè)設(shè)有取樣口，方便取樣。
2．清洗消毒組件
無論預(yù)處理過程多么完善，在長期運(yùn)行過程中，反滲透膜面上總會(huì)積累水中存在的各種污染物，從而使裝置的性能（產(chǎn)水量和脫鹽率）下降，組件進(jìn)、出口壓差升高。為此，除日常啟停裝置前進(jìn)行低壓沖洗外，還需進(jìn)行定期化學(xué)清洗，有時(shí)還需進(jìn)行無菌處理。本系統(tǒng)還配置一套化學(xué)清洗裝置，其流程如下：
對反滲透膜的清洗消毒，要求雙套錯(cuò)時(shí)分別進(jìn)行，即1套處于清洗消毒狀態(tài)時(shí)，另一套能實(shí)現(xiàn)正常的制水運(yùn)行。
3.1.3 后處理部分
1．純水箱材質(zhì)304以上不銹鋼內(nèi)外雙拋光級；要求頂部裝空氣過濾器，內(nèi)部進(jìn)水口裝萬向噴淋洗球、水流轉(zhuǎn)向?qū)Ч芗敖]式紫外線，外裝液位可視器；每套純水箱有Ф400以上的清洗人孔。
2．殺菌器使用物理殺菌設(shè)計(jì)。首選UV殺菌處理，輻射器應(yīng)采用波長254 mm的低壓汞燈，輻射量至少為30 mm/cm2，可殺滅水中的細(xì)菌，具有殺菌速度快、效率高、效果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
3．微孔過濾器，每路純水輸送管路至少須有1套微孔過濾器，材質(zhì)至少為304不銹鋼；內(nèi)置濾膜規(guī)格符合終端水質(zhì)要求。
4、二級反滲透裝置，對于一級反滲透處理后純水的離子指標(biāo)未達(dá)終端用水要求的一般采用二級反滲透裝置，裝置主要由高壓泵及反滲透組件構(gòu)成。
5、深度去離子裝置，醫(yī)院對于高純水的需求主要是檢驗(yàn)科、病理科及實(shí)驗(yàn)室，高純水的制備主要采用離子交換（DI）工藝，或采用連續(xù)再生的EDI工藝。
3.1.4 循環(huán)管路系統(tǒng)
由于醫(yī)用凈水系統(tǒng)的輸送管路基本與基建設(shè)施同步施工，很多區(qū)域還會(huì)采用預(yù)埋件，因此必須選擇能和建筑物壽命匹配的管路材質(zhì)。根據(jù)實(shí)際的使用效果，首選衛(wèi)生級不銹鋼管路，材質(zhì)選用304 或316 不銹鋼。
電控室
四、醫(yī)院凈水系統(tǒng)的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，平時(shí)采用自動(dòng)控制及自動(dòng)保護(hù)裝置，同時(shí)具備手動(dòng)應(yīng)急功能，基本要求如下：
原水箱低液位自動(dòng)報(bào)警功能
原水泵遇故障報(bào)警并自動(dòng)開啟備用泵功能；
遇原水箱低液位情況或原水壓力過低RO泵自動(dòng)保護(hù)功能；
純水箱高液位自動(dòng)停止制水，有多個(gè)純水箱時(shí)任一純水箱至低液位自動(dòng)制水、超低液位自動(dòng)報(bào)警并延時(shí)停止純水輸送功能；
純水輸送泵遇故障報(bào)警并自動(dòng)開啟備用泵功能；
各部分水質(zhì)、水量、工作水壓力在線自動(dòng)檢測功能；
具有自動(dòng)、手動(dòng)雙選擇功能；
控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整套水處理系統(tǒng)的自動(dòng)控制，同時(shí)保留手動(dòng)功能以備應(yīng)急之需；
控制方式采用進(jìn)口PLC+觸摸屏全自動(dòng)控制方式，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測和記錄各參數(shù)，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備各部件的工作狀態(tài)，具有自我診斷控制、文字及指示燈提示和實(shí)時(shí)報(bào)警功能，夜間工作可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分段設(shè)定，具備手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式可供選擇，可擴(kuò)展至遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
提供遠(yuǎn)程管理與監(jiān)控：智能控制系統(tǒng)在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，人機(jī)界面操作，多種工作界面供用戶選擇，系統(tǒng)運(yùn)行信息記錄功能便于設(shè)備運(yùn)行狀況的檢查。智能安全密碼操作進(jìn)入統(tǒng)提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。支持實(shí)時(shí)故障報(bào)警與自動(dòng)故障隔離并提供歷史數(shù)據(jù)存檔，控制系統(tǒng)安裝在BA控制中心。
4.2 電氣安全
1)380V配電系統(tǒng)采用TN－C-S接地形式，即實(shí)行三相五線制。
2)所有電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼、配電箱外殼、保護(hù)導(dǎo)線鋼管等，均與PE線相聯(lián)。
4.3配電線路
1)一般盡量沿電纜橋架或地溝敷設(shè)，個(gè)別地方亦可穿管敷設(shè)；
2)電纜穿線管采用熱鍍鋅鋼管；
3)所有電纜均采用銅導(dǎo)體，動(dòng)力電纜選用VV電纜，控制電纜選用KVV電纜，部分控制電纜選用屏蔽電纜。
4.4低壓保護(hù)、控制
低壓電動(dòng)機(jī)回路選用塑殼斷路器+接觸器+熱保護(hù)器，做短路及過負(fù)荷保護(hù)。
根據(jù)工藝要求大多數(shù)的工藝用電設(shè)備為手自動(dòng)雙控，手動(dòng)設(shè)按鈕開停，自動(dòng)控制由PLC程序控制。
4.5防雷與接地
防雷：根據(jù)有關(guān)規(guī)程、規(guī)范，接入醫(yī)院避雷系統(tǒng)。
接地：根據(jù)有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、所有需要保護(hù)接地的電氣設(shè)備均可靠接入相應(yīng)的接地系統(tǒng)。
凡電氣設(shè)備正常不帶電金屬外殼及工藝需要防靜電的設(shè)備外殼均需接地。而且電氣接地網(wǎng)與儀表接地網(wǎng)嚴(yán)格分開，單獨(dú)接地。
防雷接地設(shè)計(jì)和施工由業(yè)主負(fù)責(zé)。
工藝流程圖
五、醫(yī)院凈水系統(tǒng)的機(jī)房設(shè)計(jì)
醫(yī)院凈水系統(tǒng)機(jī)房基建一般由業(yè)主方安排對口施工單位完成，凈水系統(tǒng)設(shè)備廠商提供詳細(xì)的技術(shù)要求，常規(guī)機(jī)房的設(shè)計(jì)導(dǎo)則如下：
1.機(jī)房一般不占用辦公用房及病房，建議設(shè)在地下層，樓層凈高不低于2.5m；
2.水機(jī)房設(shè)備總占地面積100~120m2為宜，機(jī)房門為雙開門，高2.5m寬2.0m為宜；
3.水機(jī)房需要市政自來水接入， Q≥1.5*系統(tǒng)產(chǎn)水量；
4.水機(jī)房盡可能靠近水管道井，送/回水管道采用走廊吊頂敷設(shè)進(jìn)入各用水點(diǎn)。
5.水機(jī)房在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生廢水較少，但在調(diào)試階段及設(shè)備維護(hù)消毒階段需要排水，因此排水系統(tǒng)管徑略大于進(jìn)水管即可；
6.水機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生溢水，考慮維護(hù)及液位傳感器失效的概率，因此需要在機(jī)房低處設(shè)計(jì)地漏及溝道，地面做小坡度散水處理；
7.水機(jī)房若不用地下層，地面需做防水處理；
8.水機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)總荷重=系統(tǒng)設(shè)備荷重+設(shè)備內(nèi)滯留水量，樓層承重若不滿足，則需要加固處理
9.水機(jī)房設(shè)備用電需從配電間單獨(dú)敷設(shè)三相五線供電至機(jī)房配電柜；
10.系統(tǒng)運(yùn)行支持網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控（只監(jiān)不控），因此機(jī)房至少需預(yù)留一個(gè)數(shù)據(jù)信息點(diǎn)和一個(gè)語音信息點(diǎn)，信息點(diǎn)采用雙口面板墻裝，離地30 cm。
11.機(jī)房照明按照普通機(jī)房設(shè)計(jì)；
12.配套消防、風(fēng)暖由甲方另行規(guī)劃設(shè)計(jì)。
六、醫(yī)院凈水系統(tǒng)的特性與優(yōu)勢
6.1集中供水
二級及以上醫(yī)院需要凈水供應(yīng)的科室近20個(gè)，如果按常規(guī)分體式制水設(shè)備進(jìn)行配備，設(shè)備數(shù)量總臺(tái)套不少于30臺(tái)套。采用醫(yī)院凈水系統(tǒng)則可以采用一套設(shè)備集中制水，產(chǎn)品水通過分布式管路系統(tǒng)向各個(gè)用水點(diǎn)供應(yīng)，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：
1.設(shè)備用房面積大大節(jié)約，特別是科室和病房用房面積的占用幾乎為零，以一個(gè)二級以上醫(yī)院的情況至少可以騰出10張床位的面積；
2.大大減少日常維護(hù)人員：醫(yī)院凈水系統(tǒng)僅需1人監(jiān)管，至少節(jié)省80%的人員費(fèi)用；
3.使用方便：采用醫(yī)院凈水系統(tǒng)后各用水點(diǎn)即開即用，而且由于采用循環(huán)管路設(shè)計(jì)，因此可以保證提供的產(chǎn)品水為即時(shí)新鮮水；
4.節(jié)能環(huán)保：采用醫(yī)院凈水系統(tǒng)后相比單科室制水可以至少節(jié)約27%的電費(fèi)和45%的水費(fèi)，而且集中制水設(shè)備一般在非業(yè)務(wù)用房，因此對科室及病房的噪聲污染為零。
6.2分質(zhì)供水
此前，國內(nèi)醫(yī)院使用的是一套水機(jī)生產(chǎn)一種符合單一科室要求的醫(yī)院凈水。而醫(yī)院凈水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中按醫(yī)院不同的科室要求一次性制備出不同規(guī)格的產(chǎn)品水，通過循環(huán)管路直接輸送至用水科室。醫(yī)院凈水系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)將多種先進(jìn)的水處理技術(shù)綜合運(yùn)用，嚴(yán)格的達(dá)到所有用水點(diǎn)的用水指標(biāo)，最大化的實(shí)現(xiàn)水資源的利用和最小的廢水排放。
6.3安全供水
針對二級以上醫(yī)院的實(shí)際情況，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中對安全性尤為重視，其安全性保障手段主要體現(xiàn)在
1.核心部件選用國際或國內(nèi)知名品牌的產(chǎn)品，確保系統(tǒng)產(chǎn)水的核心指標(biāo)安全；
2.純水輸送管路采用衛(wèi)生級不銹鋼材質(zhì)，徹底杜絕二次污染及老化滲漏故障，使用壽命與建筑物同步；
3.設(shè)備制水標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，無國標(biāo)的參照國際標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并且提供水質(zhì)指標(biāo)的不間斷監(jiān)測；
4.系統(tǒng)采用雙路主機(jī)和全閉環(huán)輸送系統(tǒng)保證維護(hù)維修時(shí)也可正常供水；
5.預(yù)處理系統(tǒng)采用高品質(zhì)的自動(dòng)清洗裝置實(shí)現(xiàn)定期自動(dòng)清洗，從源頭杜絕原水水質(zhì)波動(dòng)對產(chǎn)水水質(zhì)的影響；
6.血透用二級反滲透裝置提供緊急備用原水接入裝置，即便在醫(yī)用集中制水主機(jī)發(fā)生故障時(shí)尚能支持市政自來水的原水直供，而且產(chǎn)品水也能完全保證血透水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
7.沖洗用水實(shí)現(xiàn)產(chǎn)水水質(zhì)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，當(dāng)一級沖洗用水指標(biāo)由于外界因素影響產(chǎn)生惡化趨勢時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)產(chǎn)水離子濃度，使產(chǎn)水指標(biāo)始終保持穩(wěn)定。
6.4模塊化設(shè)計(jì)
根據(jù)醫(yī)院的建設(shè)規(guī)劃，從醫(yī)院啟用到滿負(fù)荷運(yùn)行一般均需要2~3年的時(shí)間，因此常規(guī)設(shè)計(jì)過程中就采用了模塊化方式，主機(jī)設(shè)備支持模塊化堆疊與并行，一方面可以提高系統(tǒng)的健壯性，另一方面又可以無縫擴(kuò)展。
