上海市综合医疗大楼临床实验室纯水系统及特殊排水系统介绍

作者:李素梅
单位:同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司
摘要:医院在设计前期需与院方及各个实验室充分沟通,针对不同科室的不同供排水需求,进行分质分路供水,分类收集、分类处理排水,确保医院给排水的安全可靠。阐述了上海市综合医疗大楼动物实验室、病原病原微生物实验室及其他公共实验室采用二级反渗透/EDI联合制备纯水的工艺,供给满足水质、水量、水压要求的纯水;病原微生物实验室产生的废水,先进行收集、灭活后再排水,保证排水的安全性。
关键词:纯水系统 病原微生物实验室排水 安全
作者简介:作者简介: 李素梅,通讯处:200092上海市杨浦区四平路1230号电话:(021)35375853E-mail:tl13lsm@tjadri.com;

 

1 实验室概况

项目为上海市医疗综合大楼,内部包含门诊、临床研究中心、手术区、设备层、住院部等功能,医疗综合大楼地上共22层,其中4层设有公共实验平台、细胞学实验室、病原微生物实验室;5层设有干细胞实验室、动物实验室。

公共实验室主要从事分子生物学、组织培养、化学分析、缓冲液及生化试剂配置、溶解等试验;细胞学实验室、干细胞实验室主要从事培养基的制备、分装、观察等试验;病原微生物实验室主要从事病原微生物的培养、免疫血清检测、抗原检测等试验,属于生物安全实验室P2级别,存在对人体、动植物或环境具有中等危害或具有潜在危险的致病因子;动物实验室主要研究标准清洁的实验动物,实验动物不携带可能干扰实验的特定病原体寄生虫,属于SPF级别,实验动物为大鼠、小鼠。

图1 纯水处理工艺流程

图1 纯水处理工艺流程

Fig.1 Pure water treatment process

2 实验室纯水设计

2.1 纯水水质标准

纯水的水质标准直接影响测量结果的可靠性,影响到临床的诊断和治疗,也决定了纯水的处理工艺、初期投资及后期运营维护,首先应确认实验室所需的纯水水质。

动物实验室提供实验动物的饮用水,水质应满《实验动物设施建筑技术规范》(GB 50447-2008)6.1.12条、6.1.3条的要求,满足饮用水标准并达到无菌要求。

除动物实验室外的其他实验室,提供纯水用于分析、配液、清洗、消毒等操作。分析、配液用水应满足《分析实验室用水规格和试验方法》(GBT 6682-2008)中用水规格的二级要求,清洗、消毒满足三级要求。因为用水量小,实验室纯水全部按二级水标准供给,见表1

表1 分析实验室的用水规格

Tab.1 Water specifications for analytical laboratories

 


名称
一级 二级 三级

pH范围/(25 ℃)
5.0~7.5

电导率(25 ℃)/mS/m
≤0.01 ≤0.10 ≤0.50

可氧化物质含量(以O计)/mg/L
≤0.08 ≤0.40

吸光度(254 nm,1 cm光程)
0.001 ≤0.01

蒸发残渣(105 ℃±2℃)/mg/L
≤1.0 ≤2.0

可溶性硅(以SiO2计)/mg/L
≤0.01 ≤0.02

注:由于在一级水、二级水的纯度下,难于测定其真实的pH,因此对一级水、二级水的pH范围不做规定。

 

2.2 纯水处理工艺

预处理:原水首先经过砂滤器去除大颗粒泥沙、铁锈、杂质及悬浮物,过滤后水进入活性炭过滤器脱色并去除余氯,原水为上海市政自来水,硬度低,采用计量泵投加阻垢剂去除硬度,防止反渗透膜组件结垢。经过上述预处理过的水再通过保安级过滤。

双级反渗透除盐:水被增压后进入反渗透膜组除去95%以上的盐分,在二级反渗透高压泵前通过计量泵加入NaOH,以调节pH到中性,加入碱的水再经过高压泵增压后进入二级反渗透膜组,进一步脱除离子。双级反渗透处理后的水在持续灭菌的状态下,满足动物实验室无菌饮水水质要求。

EDI装置深度除盐:EDI是将离子交换和电渗析结合,通过阴、阳离子交换膜对阴、阳离子的选择性通过作用,在直流电场作用下实现离子的定向迁移,完成水的深度除盐。EDI装置出口处水质电导率远低于0.1 mS/m(25 ℃),达到表1中二级用水的要求。

封闭循环处理系统:纯水供水管网经循环回流至处理系统前的水箱,形成封闭供水系统,适用于水质要求高,用水点分散的供水情况,可以保证动物实验室纯水处于持续的紫外线灭菌条件下,保持无菌状态;避免纯水长时间停留在管道内产生污染,保证实验室纯水水质的稳定。

冲洗、清洗:定期对系统进行反冲洗、消毒、清洗等必要维护,定期更换耗材。当过滤器进出口压差增大,需要进行反洗,以恢复滤料的过滤效果,反洗周期一般为3~7 d,通过控制系统的多路阀,可以实施正、反冲洗;如发现反渗透产水量减少10%~15%,盐通过率增加50%,或者反渗透装置运行3~4个月时,应对反渗透膜组件进行化学清洗,清洗次数结合实际情况而定。

处理工艺(见图1):原水→原水泵→砂滤→活性炭过滤器→阻垢加药→保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→一级水箱(加碱系统)→二级高压泵→二级反渗透装置→①、②。

其中,①实验室二级水箱1→EDI增压泵→EDI精密过滤器→EDI装置→纯水箱→供水泵→灭菌+循环消毒(紫外线)→用水点→实验室二级水箱1。②动物实验室二级水箱2→灭菌(紫外线)→供水泵→循环消毒→用水点→动物实验室二级水箱2。

2.3 纯水供水水量

根据院方提供的数据,动物实验室内目前大鼠共300只,小鼠共200,饲养笼盒2 000只,大鼠日饮水量30 mL/(只·d),小鼠日饮水量5 mL/(只·d),预留饲养笼盒饮用水100 mL/只。动物实验室纯水流量为200 L/h,实验室供水点合计14处,纯水流量为300 L/h

二级反渗透设计产水量500 L/h,EDI纯水设计产水量300 L/h。纯水机房主要参数见表2

表2 纯水机房主要设备参数

Tab.2 Main equipment parameters of pure water machine room

 


序号
设备名称 设备规范

1
原水箱 V=1 m3,材质:PE

2
原水泵 Q=4 m3/h,H=28 m

3
砂滤器 滤速8 m/h,Ф400 mm×1 600 m
内衬:PE,滤料:石英砂

4
活性炭过滤器 滤速8 m/h,Ф400×1 600 mm
内衬:PE,滤料:活性炭

5
保安过滤器 42寸,孔径5 μm

6
一级高压泵 Q=4 m3/h,H=110 m

7
一级反渗透 750 L/h

8
一级水箱 V=500 L,材质:PE

9
二级高压泵 Q=2 m3/h,H=115 m

10
二级反渗透装置 500 L/h
  实验室用水  

11
二级水箱1 V=500 L,材质:PE

12
EDI输送泵 Q=2 m3/h,H=30 m

13
EDI精密过滤器 20寸,孔径0.45 μm

14
EDI装置 300 L/h

15
纯水箱 V=300 L,材质:PE

16
纯水输送泵 Q=2 m3/h,H=30 m

17
紫外灭菌器 110 W
  动物实验室  

18
二级水箱2 V=500 L,材质:不锈钢

19
动物饮用水泵 Q=2 m3/h,H=30 m

20
紫外灭菌器 110 W

 

 

2.4 纯水供水系统

4F、5F距离较近,合用纯水机房,进行统一管理。为防止其他供水进入SPF级动物实验室时可能携带细菌,污染动物饮水,造成动物交叉感染,对动物实验室单独供水,并循环消毒。纯水供水原理见图2

图2 纯水供水原理

图2 纯水供水原理

Fig.2 Pure water supply system

3 实验室排水系统

按排水性质分为实验室有毒有害排水,酸碱排水。病原微生物实验室的排水中存在危险的致病因子,属于有毒有害排水,病原微生物实验室的排水需单独收集、单独处理、单独通气,以免危害公共卫生、环境安全与人群健康,引起疾病的感染和爆发流行。

3.1 病原微生物实验室排水

集中收集的有毒有害排水,统一到地下2层实验室水处理机房,采用高温灭菌的方式,杀灭致病细菌。高温灭菌的机理是,高温使菌体变性或凝固,酶失去活性,从而使细菌死亡。灭菌温度为105~121 ℃,灭菌接触时间为30~120 min。灭菌后的排水温度接近80 ℃,排水水质已无致病细菌,可与其他高温排水一并排入医院的降温池,降温后排至室外检查井。

为杜绝未灭菌的有害废水与经消毒灭菌后的废水或冷却水相互污染,分别设置储液罐和灭活罐(见图3),活毒废水首先进入储液罐,当储液罐内的水位达到设定值时,管道泵打开,进入灭活罐对废水进行灭活。持续一定接触时间后,完成灭活流程,达到无害后进行降温排放。

图3 病原微生物实验室高温灭活平面

图3 病原微生物实验室高温灭活平面

Fig.3 High temperature inactivation plane of pathogenic microorganism laboratory

3.2 其他实验室排水

实验室内高浓度酸、碱、苯酚有机试剂,作为危险物品,分别收集到专用的容器中,由委托有资质单位统一回收处理。

实验室排水主要为洗刷排水,含有微量的酸、碱,集中收集排入室内酸碱中和池后,排至室外检查井。

4 结语

医院在设计前期需与院方及各个实验室充分沟通,针对不同科室的不同供排水需求,进行分质分路供水,分类收集、分类处理排水,确保医院给排水的安全可靠。

实验室排水的处理机房,单独设置集水井,不和其他排水集水井合用,防止清理污水处理设备时的事故排水与其他排水感染,确保排水安全。

 

Pure water and special drainage system in clinical laboratory of Shanghai Comprehesive Medical Building
Li Sumei
(Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.)
Abstract: In the early stage of hospital water supply and drainage design, it is necessary to fully communicate with the hospital and various laboratories. In order to ensure the safety and reliability of hospital water supply and drainage, water supply should be divided into different grades according to the different water supply and drainage needs of different departments.The article describes the process of preparing pure water by two-stage RO/EDI in animal laboratory, pathogenic microorganism laboratory and other public laboratories of Shanghai comprehesive Medical Building, providing pure water to meet the water quality, water quantity and water pressure;collect and inactivate wastewater from pathogenic microorganism laboratory, and then drain it to ensure the safety of drainage.
Keywords: Pure water system; Laboratory drainage of pathogenic microorganisms; Security;
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