病院の診療所ではどのような水ろ過システムが使用されていますか?
病院は特殊な環境であり、医療プロセスには水質に対する非常に厳しい要件があります。さまざまな臨床応用シナリオにおいて、病院はさまざまな水ろ過システムを採用して、水質が医療グレードの基準を満たすようにする必要があります。これには、患者の直接治療だけでなく、医療機器のメンテナンスと消毒も含まれます。
この記事では、主な水ろ過システム病院の診療所で使用されている機器、その原理、機能、医療分野への応用について説明します。
病院の水質に関する基本的な要件は何ですか?
病院では、病棟水、手術室水、機器洗浄、検査分析、血液透析など、多くの重要な用途で水が使用されています。これらの用途では、水質要件が異なりますが、一般的には、汚染や交差感染を防ぐために、極めて高い純度を達成する必要があります。病院の水は、特に手洗い、傷口洗浄、器具消毒など、患者と直接接触するシナリオでは、滅菌されている必要があります。水中の微生物を制御できない場合、院内感染を引き起こし、患者の健康を危険にさらす可能性があります。
重金属、塩化物、その他の化学物質を含む水中の化学汚染物質は、極めて低いレベルで管理する必要があります。これらの化学物質は、患者に直接毒性作用を引き起こすだけでなく、薬剤の希釈や実験結果の精度にも影響を与える可能性があります。浮遊粒子は医療機器を損傷するだけでなく、点滴やその他の侵襲的手術中に患者の体内に直接取り込まれ、健康上のリスクをもたらす可能性があります。したがって、粒子状物質の管理は、病院の水質基準のもう 1 つの重要な側面です。
病院の診療所ではどのような水ろ過システムが使用されていますか?
上記の要件を満たすために、病院では通常、多段ろ過システムが使用されます。これらのシステムは連携して動作し、さまざまな使用シナリオで水質が対応する基準を満たすことを保証します。以下は、病院で一般的に使用されているいくつかの水ろ過システムです。
逆浸透（ロ）システム
の逆浸透システム病院で最も一般的な水ろ過システムの 1 つです。その動作原理は、半透膜の選択的透過性を通じて水からイオン、分子、およびより大きな粒子状物質を除去することです。
● 動作原理：逆浸透システムは、高圧下で半透膜を通して水を絞り出します。膜の孔の直径は非常に小さく、水分子とごく少数の小分子のみが通過でき、ほとんどの可溶性塩、有機物、細菌、ウイルスは膜の反対側でブロックされ、排出用の濃縮液を形成します。
● 応用シナリオ: 逆浸透水は通常、注射液、輸液、透析液の調製に使用されます。透析水の品質は透析患者の健康に直接影響します。そのため、逆浸透システムは透析センターで中核的な位置を占めています。また、逆浸透水は手術室の機器の洗浄と消毒にも使用され、機器の表面に不純物が残らないようにします。
● メンテナンスと管理：逆浸透システムは、主に膜の洗浄と交換を含む定期的なメンテナンスが必要です。長期使用中に膜表面にカルシウムイオンとマグネシウムイオンが付着することがあり、ろ過性能を回復するには化学洗浄が必要です。
限外濾過（フロリダ大学）システム
限外濾過システムは、濾過に孔径の大きい膜を使用するシステムで、主に水中の微生物、コロイド、浮遊物質などの大きな粒子を除去するために使用されます。
● 動作原理: 限外濾過システムの膜孔径は通常 0.01 ミクロンから 0.1 ミクロンの間であり、細菌、ウイルス、およびほとんどの粒子状物質を効果的に除去できます。ただし、孔径が大きいため、イオンや小さな有機物を効果的に除去することはできません。
● 応用シナリオ: 限外濾過水は、病棟洗浄、トイレ用水、一部の実験室用水などの一般医療用水によく使用されます。また、逆浸透システムの前処理ステップとして使用して、ほとんどの浮遊物質を除去し、逆浸透膜への負担を軽減し、逆浸透膜の耐用年数を延ばすこともできます。
● メンテナンスと管理: 限外濾過システムの膜は浮遊物質やコロイドによって詰まりやすいため、定期的に逆洗して洗浄する必要があります。膜の交換頻度は水質によって異なりますが、通常は 1 年に 1 回です。
脱イオン水システム
脱イオン水システムは、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を通して水からイオンを除去し、純水または超純水を生成します。
● 動作原理: 脱イオン水システムは、イオン交換樹脂の特性を利用して、水中の陽イオン (カルシウム、マグネシウム、ナトリウムなど) と陰イオン (塩化物、硫酸塩、重炭酸塩など) を交換し、それらを水から除去します。最終的に生成される水には溶解性塩がほとんど含まれておらず、導電率が極めて低く、理論上の純水に近いです。
● 応用シナリオ: 脱イオン水は、実験室分析、医薬品の配合、敏感な機器の洗浄に広く使用されています。 脱イオン水は純度が非常に高いため、イオン干渉を必要としない化学分析や生物学的実験で特に重要です。
● メンテナンスと管理: 脱イオン水システムは定期的な再生が必要です。使用により樹脂層が飽和状態になると、交換能力を回復するために化学再生が必要になります。再生プロセスでは酸とアルカリの溶液が使用されるため、システムの汚染を避けるために操作には注意が必要です。
活性炭ろ過システム
活性炭ろ過システムは、吸着によって水中の有機物、塩素、臭気、一部の重金属を除去します。
● 動作原理: 活性炭の表面積は非常に大きく、内部の細孔構造は複雑で、物理吸着と化学吸着によって水中の有機分子と一部の無機物質を捕捉します。活性炭ろ過は、塩素とクロラミンの除去に特に効果的です。
● 応用シナリオ: 活性炭ろ過は、病院の水処理の前段階でよく使用され、水道水中の残留塩素や有機汚染物質を除去し、その後の逆浸透または脱イオン処理のためのより純粋な流入水を提供します。また、水を使用する患者の快適さを確保するために、臭いを取り除き、水の味を改善するために使用されます。
● 保守管理：活性炭フィルターエレメントは、使用期間と使用頻度に応じて吸着能力が低下するため、定期的に交換する必要があります。交換頻度は水質と使用状況によって異なりますが、一般的には3～6か月ごとに交換します。
紫外線（紫外線）消毒システム
UV消毒システムは、紫外線の殺菌効果により、水中の細菌、ウイルス、その他の微生物を不活性化します。
● 動作原理: 紫外線 消毒システムは、特定の波長 (通常 254 ナノメートル) の紫外線を使用して微生物の細胞壁を貫通し、DNA または RNA を破壊して、複製と生存を防ぎます。紫外線は水の化学組成を変えないため、他のろ過システムと組み合わせて使用するのに適しています。
● 適用シナリオ:UV消毒多くの場合、水の最終処理段階で使用され、臨床環境に入る前や医療機器に接触する前に水が滅菌されていることを確認します。通常、逆浸透、脱イオン、または限外濾過システムと組み合わせて使用され、全体的な消毒効果を高めます。
● メンテナンスと管理: 紫外線 ランプは定期的に (通常は 1 年に 1 回) 交換する必要があります。同時に、ランプ ハウジングの定期的な清掃と 紫外線 強度の定期的な監視は、システムの有効性を維持するための重要な対策です。
適切な水ろ過システムを選択するにはどうすればよいでしょうか?
病院に適した水ろ過システムを選択する際には、水質要件、使用シナリオ、予算、メンテナンスの難しさなど、考慮すべき要素が多数あります。臨床シナリオが異なれば、必要な水処理システムも異なります。手術室や透析室など、無菌性が求められる場面では、逆浸透システムや紫外線消毒システムが不可欠です。一般的な清潔な水であれば、限外ろ過システムで十分な場合もあります。
病院環境では、水処理システムは信頼性が高く、メンテナンスが容易である必要があります。機器の自動化度が高いほど、手動介入の必要性が少なくなり、システムの運用コストが低くなります。病院には、水質が常に医療基準を満たしていることを確認するために、さまざまな水質指標をリアルタイムで監視する水質監視システムを装備する必要があります。同時に、水質問題が発生したときに迅速に対応して対策を講じるための緊急対応能力も備えている必要があります。
医療用水に対する品質要求は高いですが、システムの初期投資と長期的な維持コストも考慮する必要があります。長期運用で安定した水質を維持できることを確保しながら、経済的で適用可能なシステムを選択してください。
結論
病院の診療所で使用される水ろ過システムには、逆浸透、限外ろ過、脱イオン、活性炭ろ過、紫外線消毒など、さまざまな技術が採用されています。これらのシステムは、さまざまなアプリケーション シナリオでそれぞれの役割を果たし、連携して病院の水の純度と安全性を確保します。これらの水処理システムを適切に構成および維持することで、病院は医療プロセスの安全性と患者の健康を効果的に確保できます。