Hệ thống nước tinh khiết cho bệnh viện và phòng xét nghiệm: Cấu hình & Công nghệ

Nước sử dụng trong bệnh viện, phòng xét nghiệm và các khu vực kỹ thuật y tế không phải lúc nào cũng yêu cầu cùng một cấp chất lượng. Tùy mục đích sử dụng, hệ thống có thể cần nước đã xử lý bằng RO, nước tinh khiết, nước DI hoặc nước có yêu cầu cao hơn về độ tinh khiết, vi sinh và endotoxin.

Vì vậy, thiết kế hệ thống nước tinh khiết cho bệnh viện cần bắt đầu từ mục đích sử dụng, chất lượng nước đầu vào và yêu cầu chất lượng nước đầu ra thay vì chỉ lựa chọn một máy lọc nước có công suất cố định.

WHO cũng tiếp cận hệ thống nước dùng trong sản xuất dược phẩm theo cấp chất lượng và mục đích sử dụng, đồng thời nhấn mạnh các vấn đề như lưu trữ, phân phối, vệ sinh hệ thống, kiểm soát tải lượng vi sinh vật, nghiệm thu và đưa vào vận hành, trình độ chuyên môn, giám sát và bảo trì.

Các bệnh viện, trung tâm y tế cũng có thể tìm kiếm hệ thống lọc nước y tế, hệ thống nước tinh khiết y tế, nước tinh khiết cho bệnh viện, nước tinh khiết cho phòng xét nghiệm, máy lọc nước cho bệnh viện, hệ thống xử lý nước bệnh viện, hệ thống lọc nước phòng xét nghiệm, nước RO cho bệnh viện, nước tinh khiết cho thiết bị y tế, hệ thống RO DI cho y tế, hệ thống RO EDI cho y tế.

1. Hệ thống nước tinh khiết cho bệnh viện là gì?

Hệ thống nước tinh khiết cho bệnh viện là tổ hợp thiết bị được thiết kế để xử lý nguồn nước đầu vào nhằm tạo ra nước phù hợp với một hoặc nhiều mục đích sử dụng cụ thể trong cơ sở y tế.

Tùy ứng dụng, hệ thống có thể bao gồm:

lọc cặn;
lọc than hoạt tính;
làm mềm nước;
lọc tinh;
RO;
RO 2 pass;
DI;
EDI;
UV;
lọc màng;
bồn chứa nước tinh khiết;
bơm tuần hoàn;
đường ống phân phối;
thiết bị đo và giám sát chất lượng nước.

Không nên mặc định rằng mọi hệ thống nước dùng trong bệnh viện đều phải đạt cùng một mức chất lượng.

Ví dụ, nước cấp cho một thiết bị hoặc quy trình có thể có yêu cầu khác với nước dùng cho phòng xét nghiệm, khu vực pha chế hoặc một quy trình dược phẩm.

2. Vì sao bệnh viện cần hệ thống xử lý nước riêng?

Nước đầu vào từ hệ thống cấp nước thông thường có thể chứa:

chất rắn lơ lửng;
độ cứng;
clo và chất oxy hóa;
chất hữu cơ;
ion hòa tan;
vi sinh vật;
các tạp chất khác.

Trong khi đó, nhiều thiết bị và quy trình kỹ thuật cần nguồn nước có chất lượng ổn định hơn.

Do đó, hệ thống xử lý nước có thể giúp:

giảm tải cho thiết bị phía sau;
kiểm soát chất lượng nước;
giảm nguy cơ đóng cặn;
giảm tải ion;
kiểm soát các yếu tố vi sinh theo thiết kế;
duy trì chất lượng nước ổn định trong quá trình sử dụng.

WHO hiện cũng nhấn mạnh cách tiếp cận quản lý rủi ro đối với chất lượng nước, thay vì chỉ kiểm tra một vài chỉ tiêu ở cuối hệ thống.

3. Những khu vực nào trong bệnh viện có thể cần nước xử lý?

Một hệ thống nước tinh khiết có thể phục vụ nhiều khu vực khác nhau, nhưng yêu cầu chất lượng phải được xác định riêng cho từng ứng dụng.

Một số ứng dụng phổ biến

Khu vực	Mục đích sử dụng	Công nghệ có thể xem xét
Phòng xét nghiệm	Chuẩn bị dung dịch, rửa dụng cụ, thiết bị phân tích	RO, DI, RO-DI, RO-EDI
Khu kỹ thuật	Nước cấp cho một số thiết bị	RO hoặc công nghệ phù hợp
Khu pha chế	Theo yêu cầu quy trình	RO/DI/EDI hoặc hệ thống chuyên dụng
Thiết bị y tế	Theo yêu cầu của nhà sản xuất thiết bị	RO, DI hoặc công nghệ tương ứng
Hệ thống lọc nước trung tâm	Cấp nước xử lý cho nhiều điểm dùng	RO, RO 2 Pass, EDI/DI
Khu vực chạy thận	Theo yêu cầu riêng của hệ thống nước chạy thận	Hệ thống chuyên dụng theo tiêu chuẩn áp dụng

Lưu ý: nước cho chạy thận là một nhóm ứng dụng chuyên biệt và không nên đồng nhất với nước UPW hoặc nước tinh khiết thông thường. USP định nghĩa “Water for Hemodialysis” là nước được xử lý thêm từ nguồn nước đạt yêu cầu và dùng cho mục đích chạy thận, không phải nước dùng để tiêm.

4. Cấu hình cơ bản của hệ thống nước tinh khiết bệnh viện

Một cấu hình tổng quát có thể được xây dựng theo sơ đồ:

Nguồn nước → Tiền xử lý → RO → DI/EDI → UV/Polishing → Bồn chứa → Phân phối đến điểm sử dụng

Trong đó từng công đoạn đảm nhiệm một chức năng khác nhau.

Tiền xử lý

Có thể gồm:

lọc đa tầng;
lọc than hoạt tính;
làm mềm nước;
lọc cartridge.

Mục tiêu là bảo vệ màng RO và các thiết bị xử lý tinh khiết phía sau.

RO

RO là công đoạn quan trọng để giảm:

TDS;
ion hòa tan;
chất hữu cơ;
vi sinh và các chất có kích thước lớn hơn khả năng truyền qua màng.

Hiệu quả thực tế phụ thuộc vào chất lượng nước đầu vào, loại màng, áp suất, nhiệt độ, recovery và cấu hình hệ thống.

DI hoặc EDI

Sau RO, có thể sử dụng: RO → DI hoặc: RO → EDI tùy yêu cầu chất lượng nước, lưu lượng và chiến lược vận hành.

EDI có thể được sử dụng như công đoạn khử ion liên tục trong các hệ thống có yêu cầu ổn định về chất lượng nước và giảm phụ thuộc vào việc tái sinh vật liệu trao đổi ion.

UV và các công đoạn polishing

Tùy ứng dụng, hệ thống có thể bổ sung:

UV;
lọc màng;
UF;
polishing DI;
các thiết bị kiểm soát vi sinh khác.

Không phải mọi hệ thống bệnh viện đều cần toàn bộ các công đoạn này.

5. Có nên dùng RO–EDI cho hệ thống nước bệnh viện?

RO–EDI có thể là một cấu hình phù hợp cho một số ứng dụng cần nước khử ion có chất lượng cao.

Một cấu hình điển hình:

Nước đầu vào → Tiền xử lý → RO → EDI → UV/Polishing → Bồn chứa → Điểm sử dụng

Ưu điểm của RO–EDI là quá trình khử ion sau RO có thể vận hành liên tục mà không cần quy trình tái sinh hóa chất giống hệ DI truyền thống.

Tuy nhiên, RO–EDI không đồng nghĩa với mọi cấp nước tinh khiết y tế.

Đặc biệt, không nên chỉ dựa vào thông số điện trở suất để kết luận rằng nước đã phù hợp cho một ứng dụng y tế hoặc dược phẩm cụ thể.

Đối với nước dược dụng, cấp nước và mục đích sử dụng phải được xác định trước, sau đó mới thiết kế công nghệ, bồn chứa, phân phối và giám sát phù hợp.

6. Nước tinh khiết bệnh viện có phải là UPW không?

Không nhất thiết.

UPW – Ultrapure Water thường được sử dụng để mô tả nước có mức độ tinh khiết ion rất cao, thường gặp trong:

semiconductor;
điện tử;
vi mạch;
một số phòng thí nghiệm;
các quy trình công nghệ đặc biệt.

Trong khi đó, nước dùng trong bệnh viện phải được xác định theo mục đích sử dụng cụ thể.

Do đó: Nước có điện trở suất 18,2 MΩ·cm không tự động có nghĩa là nước đó phù hợp cho mọi ứng dụng y tế.

Ngược lại, một ứng dụng y tế cũng không nhất thiết phải yêu cầu nước 18,2 MΩ·cm.

Đây là điểm rất quan trọng khi thiết kế hệ thống.

7. Các chỉ tiêu cần quan tâm

Tùy cấp nước và ứng dụng, thiết kế có thể cần xem xét:

Chỉ tiêu hóa lý

conductivity;
resistivity;
TOC;
pH trong các trường hợp phù hợp;
TDS;
độ cứng;
silica;
chloride;
các ion đặc thù.

Chỉ tiêu vi sinh

tổng số lượng vi sinh vật/tải lượng vi sinh vật;
kiểm soát vi sinh trong bồn chứa;
kiểm soát vi sinh trong đường ống;
chương trình lấy mẫu và giám sát.

Endotoxin

Endotoxin đặc biệt quan trọng đối với một số ứng dụng liên quan đến nước dược dụng và chạy thận.

Không nên lấy một giá trị endotoxin duy nhất rồi áp dụng cho tất cả các loại nước y tế.

Yêu cầu phải được xác định theo cấp nước và ứng dụng cụ thể.

8. Bồn chứa và đường ống phân phối

Một sai lầm thường gặp là tập trung toàn bộ vào máy lọc nước nhưng bỏ qua hệ thống phía sau.

Đối với hệ thống có bồn chứa và loop phân phối, cần xem xét:

vật liệu bồn;
thiết kế hợp vệ sinh;
điểm chết;
tốc độ tuần hoàn;
nhiệt độ;
khả năng vệ sinh/khử trùng;
điểm lấy mẫu;
van và fittings;
khả năng thoát nước;
kiểm soát tái nhiễm.

WHO cũng đề cập riêng đến bồn chứa, hệ thống đường ống phân phối, khử trùng, kiểm soát tải lượng vi sinh vật và giám sát trong hệ thống nước dược dụng.

9. Công suất hệ thống nước tinh khiết bệnh viện

Công suất phải được tính từ:

số lượng điểm sử dụng;
lưu lượng từng điểm;
thời gian sử dụng;
nhu cầu đồng thời;
lưu lượng cao điểm;
dung tích bồn;
thời gian vận hành;
nhu cầu mở rộng trong tương lai.

Có thể tham khảo các cấp công suất:

Đây chỉ là dải công suất tham khảo để định hướng thiết kế; không nên chọn công suất chỉ dựa trên quy mô bệnh viện.

Tham khảo danh mục sản phẩm UPW KAPANO.

10. Hệ thống nước cho bệnh viện khác hệ thống nước cho phòng xét nghiệm như thế nào?

Hai hệ thống có thể sử dụng một số công nghệ giống nhau nhưng yêu cầu cuối cùng có thể khác nhau.

Bệnh viện

Có thể cần:

hệ thống nước trung tâm;
nhiều điểm dùng;
bồn chứa;
đường ống phân phối;
giám sát;
khử trùng;
vận hành liên tục.

Phòng xét nghiệm

Thường quan tâm nhiều hơn đến:

cấp nước cho thiết bị phân tích;
độ tinh khiết ion;
chất lượng vi sinh;
TOC tùy ứng dụng;
lưu lượng tại điểm sử dụng;
yêu cầu riêng của từng thiết bị.

Do đó, không nên dùng một cấu hình duy nhất cho tất cả phòng xét nghiệm.

11. KAPANO tiếp cận thiết kế hệ thống như thế nào?

KAPANO định hướng thiết kế hệ thống theo chuỗi:

Nước đầu vào → Phân tích nước → Xác định mục đích sử dụng → Xác định chất lượng nước yêu cầu → Tính công suất → Chọn công nghệ → Thiết kế hệ thống → Bồn chứa/Phân phối → Giám sát

Các thông số quan trọng cần xác định trước khi thiết kế gồm:

nguồn nước;
phân tích nước đầu vào;
lưu lượng yêu cầu;
số điểm sử dụng;
chất lượng nước yêu cầu;
chế độ vận hành;
yêu cầu bồn chứa;
yêu cầu loop;
yêu cầu tự động hóa;
phương án sanitization;
kế hoạch bảo trì.

Đây cũng là cách hạn chế tình trạng lựa chọn một hệ thống có công suất hoặc cấp chất lượng không phù hợp với ứng dụng thực tế.

12. Một số cấu hình tham khảo

Cấu hình 1 – Nước RO

Tiền xử lý → RO → Bồn chứa → Phân phối

Phù hợp với những ứng dụng chỉ yêu cầu nước RO theo tiêu chuẩn/quy trình riêng.

Cấu hình 2 – RO–DI

Tiền xử lý → RO → DI → Bồn chứa → Phân phối

Có thể sử dụng khi cần khử ion sâu hơn sau RO.

Cấu hình 3 – RO–EDI

Tiền xử lý → RO → EDI → UV/Polishing → Bồn → Loop

Phù hợp với các ứng dụng cần nước khử ion chất lượng cao và vận hành liên tục.

Cấu hình 4 – Hệ thống tinh khiết có loop

Pretreatment → RO → EDI/DI → Polishing → Storage Tank → Circulation Loop → POU

Đây là cấu hình có thể mở rộng cho các dự án có nhiều điểm sử dụng.

13. Những sai lầm cần tránh

Sai lầm 1: Chỉ nhìn vào công suất

Một hệ thống 1 m³/h không nhất thiết phù hợp với mọi bệnh viện có nhu cầu 1 m³/h.

Sai lầm 2: Đồng nhất nước RO với nước tinh khiết

RO là một công nghệ xử lý, không phải tên của mọi cấp chất lượng nước.

Sai lầm 3: Đồng nhất nước 18,2 MΩ·cm với mọi nước y tế

18,2 MΩ·cm là một tham chiếu về độ tinh khiết ion rất cao, không phải định nghĩa chung cho mọi loại nước dùng trong y tế.

Sai lầm 4: Chỉ thiết kế máy tạo nước

Storage, distribution, sanitization và monitoring có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước tại điểm sử dụng.

Sai lầm 5: Không phân biệt ứng dụng

Nước cho phòng xét nghiệm, nước cho thiết bị, nước chạy thận và nước dược dụng có thể có yêu cầu khác nhau.

14. Kết luận

Hệ thống nước tinh khiết cho bệnh viện cần được thiết kế theo mục đích sử dụng và yêu cầu chất lượng nước cụ thể.

Các công nghệ như: RO → DI hoặc RO → EDI có thể là những cấu hình quan trọng trong hệ thống xử lý nước chất lượng cao, nhưng việc lựa chọn công nghệ phải dựa trên:

chất lượng nước đầu vào;
chất lượng nước yêu cầu;
lưu lượng;
ứng dụng;
bồn chứa;
phân phối;
giám sát;
khử trùng;
yêu cầu vận hành và bảo trì.

Đặc biệt, cần phân biệt rõ RO Water, Purified Water, UPW, Water for Hemodialysis và WFI thay vì sử dụng các thuật ngữ này như những khái niệm đồng nghĩa.