2012邬步云 CNDT血液透析中的节约用水与废水再利用

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血液透析中的节约用水与废水再利用

邬步云综述季大玺审校

摘要血液透析（ＨＤ）是维持尿毒症患者生命的有效手段之一，其实施需消耗大量水资源。随着全球范围水资源短缺的现象日益严重，人们也开始关注ＨＤ中用水的节约。本文就ＨＤ中水利用的现状、用水节约与废水再利用以及节约用水的益处作一综述。

关键词血液透析节约用水废水再利用

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水资源缺乏是全球面临的严峻问题，节约用水是缓解这一问题的主要措施之一。血液透析（ＨＤ）中涉及大量水资源消耗，因此，节省ＨＤ治疗的水资源备受关注。本文就此方面进展作一综述。ＨＤ对水资源的消耗

自来水经砂罐、活性炭罐、水软化器清除微粒，降低硬度并清除有机物和氯，再经过反渗（常为二级反渗）进一步清除无机离子，最后成为符合透析用的纯化反渗水。ＨＤ过程中，水经过水处理成为反渗水，再配制成透析液，最后以反渗废水和透析废液形式排放（图１）。

ＨＤ中透析液的速度是５００ｍｌ／ｍｉｎ，一个患者在４ｈ的ＨＤ治疗中需要０．１２吨纯化的反渗水。再加上机器的消毒和漂洗（约４０ｒａｉｎ），需要的纯化反渗水将更多。而每产生１吨的纯化反渗水所需自来水量则与反渗装置的产水率及自来水本身水质有关。以南京军区南京总医院血液净化中心的水处理系统为例，采用二级反渗系统（一级反渗系统的产

［作者单位］南京军区南京总医院全军肾脏病研究所

（南京。２１００１６）

图１典型水处理模式圈

水率为７０％，二级反渗的产水率为６０％，一级反渗的废水直接排人下水道，二级反渗的废水返回至砂罐前再利用），总产水率约５８％，因此每产生１吨反渗水需自来水约１．７３吨。按每例患者透析频率４ｈ／次、３７欠／周来计算，透析消耗自来水约３２吨／年，再加上机器冲洗、消毒等过程，约增加１０％消耗量，即３５吨／年。从全国来看，以中国２０１０年ＨＤ患者约２２万人…来计，则共需自来水７７０万吨，约占中

国总用水量（约６０００亿吨）的八万分之一。随着我

国越来越多的尿毒症患者纳入医疗保障，透析患者数将急剧上升，因此ＨＤ相关用水量也将大大增加。

万方数据

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透析中水资源的节约利用问题

总之，整个ＨＤ对水的消耗非常大，节约用水将是越来越重要的问题。但从全世界范围来看，这一问题未得到足够重视，我国同样如此，如关于水节约和废水再利用相关文献直至２００８年才有陆续报道旧＇３Ｊ。透析中水资源的节约利用主要从两个环节

着手，一是减少治疗过程用水，二是反渗废水和透析

废液再利用ＨＪ。

减少透析用水

精确调控反渗系统产水临床实践中，反渗系统产水大于实际透析机需要。若根据透析机器实际需水量来实时调控反渗系统产水，将会减少透析用水。选择适当的反渗系统、流量调节装置及过多产水时的再循环利用可以达到上述目的∞Ｊ。

选择适当的反渗系统，指根据实际需水量来选择适当产水率的反渗系统，并根据温度、压力等指标适当的调节产水。流量调节装置指装备在透析器前端，根据透析器实际使用量来调节水的流速的系统。它可使反渗系统产水率波动减少，从而精确调控水的产生。２００９年Ｐｒｉｎｔｚ¨１报告了使用流量调节装置减少废水的技术优势。比如有２０台透析机的透析室，每天２班（每次４ｈ），每周６天，废弃的反渗水经１３７２．８吨／年，但是使用了流量调节装置后，废弃的反渗水降至９１７．２８吨／年，节约用水４５５．５２吨／年。

反渗系统产水过多时可将其再循环利用。直接供水系统中可将过多的水返回至反渗系统前；间接

供水系统中可将过多的反渗水返回至储水箱。当储

水箱中反渗水超过一定界限时，反渗水的阀门关闭，产水减少；当储水箱中反渗水低于一定界限时，阀门打开，反渗系统开始大量产水。储水箱存在的最主要问题是细菌的滋生及反渗水的再次污染，但目前公布的中国血液净化标准操作规范并未明确禁止该做法。而全国多家医院的经验表明，储水箱并未增加反渗水的内毒素水平。我们为进一步避免反渗水内毒素超标，在储水箱水出口处增加了一级过滤装置以清除可能污染内毒素及细菌，实践证明效果很好。

减少透析液流量ＨＤ中透析液和血液流量是决定透析清除率的两个重要因素，两者关系最早由Ｒｅｎｋｉｎ＂１在２０世纪５０年代提出，当血流量恒定而透析液流量增加时，尿素清除率增加，但达到某个临

万方数据

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界点后，清除率的增加不大而透析液成本显著增加。Ｓｉｇｄｅｌｌ和Ｔｅｒｓｔｅｅｇｅｎ¨１证实透析液流量的上限是２

倍的血流量，超过此界限，尿素氮清除率几乎不再增

加。而中大分子的清除率受透析液流量的影响小，主要与时间及透析器分子截留量有关。同时Ｗａｒｄ等一ｊ证明透析液流量＞６００ｍｌ／ｍｉｎ对于尿素清除指数均有益处。因此，对于血流量较小的患者（如儿童或低体重患者），透析液的流速可适当减小。如血流量１５０ｍｌ／ｍｉｎ时，透析液流量可为３００ｍ］／ｍｉｎ，这样每次透析能节约４０％纯化的反渗水。在临床实际工作中，由于一般机器无法方便调整透析液流量，多采用固定流量即５００ｍｌ／ｍｉｎ，因此从节约水资源的角度而言，今后透析机生产厂家应增加机器这一功能。同时还需强化透析单位工作人员节约用水的观念，避免各种原因导致的透析空运转现象。

吸附技术的应用２０世纪７０年代曾研究过将吸附技术应用于透析，即采用吸附方法清除透析废液中毒素以净化并循环使用，从而大大减少透析液需要量，但吸附装置的高昂费用令其在８０年代退出历史舞台。现今广泛使用的均是透析液单次经过透析膜的模式，称为单次经过系统。本世纪以来，因吸附透析具有小型化、可移动、需水量少的特点而重新被人们所关注。其单次透析仅需６Ｌ水，相比单次经过系统需要２００—３００Ｌ的自来水，大大减少水的需求¨０｜。两者比较见表１，其具有广泛应用前景。

表１

单次经过系统透析和吸附透析的比较

废水再利用

透析中废水包括两部分，一是反

渗水生产过程中产生的废水，即反渗废水，二是患者透析治疗后的透析废液。

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反渗废水的再利用

反渗在水的净化过程中是重要步骤。前期处理的水最后利用反渗膜进行反渗处理。由于膜通过能力的限制，供给反渗膜的水仅部分能透过反渗膜成为反渗水，其余部分则成为废水，而这两者的比例则取决于反渗系统的效率。不同系统效率不一，一般需要排放至少２５％的反渗废水…Ｊ。在美国，每年产生的废水相当于２７００万吨，它足以提供约１７．５万人的城市的全年用水旧Ｊ。反渗废水其实是质量相当好的水。虽然这种水法律上不能饮用，但实际上其常常超过饮用水的标准心’５’１２Ｊ。由于它并未进人患者治疗环节，并无增加感染之虞，因此利用反渗废水并无任何不利之处。目前很多国家，包括澳大利亚、美国、加拿大、英国、法国、西班牙、摩洛哥及我国有些透析中心开始使用反渗废水灌溉、拖地、用于公共设施或作为蒸汽来消毒灭菌。而在家庭ＨＤ反渗废水则可通过家中再循环入储水池，用作卫生清洁、洗澡等。

透析废液再利用

目前在全世界的透析实践

中，透析废液统一排放至下水道，但已有关于透析废水再利用的研究报道。Ｔａｒｒａｓｓ等［２Ｊ评估了使用膜技术对ＨＤ废水进行处理，并用作灌溉的可行性，该作者发现透析废液主要特点是电导度高，但其化学成分和生物数量均符合世界卫生组织和美国食品和农业协会关于灌溉用水的标准。

使用膜（纳滤¨列和反渗¨４ｏ）处理透析废液，废液的电导度降低，其应用前景很广。这是一种现已广泛适用于各种废水处理中的技术，并能有效减少微量有机物、细菌和病毒。某种程度上来看采用这项技术处理透析废液的成本效益比还有一定优势。Ｔａｒｒａｓｓ等旧。报道通过使用纳滤和反渗，处理透析废

水获得灌溉用水的成本是０．７美形ｍ３和０．７４美

形ｍ３。该作者进一步分析海水淡化的平均成本是

１美影ｍ３，相较而言可节约２０％～３０％的成本。

节约用水的益处

降低成本透析中心用水量非常大，节约用水

或废水再利用可以节约大量成本。Ｃｏｎｎｏｒ等¨纠在

英国研究了反渗废水节约的成本效益，显示产水率

８００

Ｌ／ｈ的系统采用反渗废水节约每年可节约７５００

英镑。上文已提到Ｔａｒｒａｓｓ等【２Ｊ报告的处理透析废水用作灌溉时相比海水淡化节约了２０％一３０％的

成本。

万方数据

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目前对透析中心节约用水的成本效益关注还较少。当使用成本效益分析时，一系列的指标必须考虑：资本设备、操作和维持成本，节约用水量等。绝大多数情况下，注意到节约用水后的改进措施花费很小，但潜在的成本节约是巨大的。

对环境的影响ＨＤ产生的废水可以预见将对环境产生巨大的影响，因为它含盐量高及电导度高。但是排放废水的确切风险缺乏深入研究。若透析废水能直接排放至海洋中，则可通过水的再循环（海洋．云．雨水）来减小其对环境的不利影响，而如果废水直接排放至市政下水管道，可能对土壤产生不利

影响。

透析节约用水还可能因减少碳排放而有利于环境保护。美国健康医疗部门的碳排放量估计为每年５４６百万吨二氧化碳，而英国则为１８．６百万吨。Ｃｏｎｎｏｒ等¨钊报告了中心ＨＤ和家庭ＨＤ的碳排放，发现３次／周的中心ＨＤ，每例患者每年将会产生３．８吨的二氧化碳，家庭ＨＤ则会产生３．９～７．２吨的二氧化碳。合理用水可减少碳排放，该作者还报告每天使用１４．４吨透析废水代替自然水可每年减

少１．２３９８８吨二氧化碳的排放¨５。。

小结：本世纪水资源不足可能成为限制我国经济可持续发展的重要因素之一，ＨＤ中节约用水和废水再利用可节约经济成本、减少对环境的影响、减少碳排放量，应在临床医疗工作中继续研究并逐步实行，从而寻找到更为合适的节约水资源的方式。

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（本文编辑凡心）

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万方数据

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血液透析中的节约用水与废水再利用

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