CN209193694U - 一种用于肾透析液的高效循环回用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种用于肾透析液的高效循环回用装置，包括圆柱体外壳；外壳上端设置进液管与进液口；外壳内由上到下设置四层过滤装置；其中第一层过滤装置为与圆柱形外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS，第二层为与圆柱形外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS，第三层为与圆柱形外壳吻合的圆形掺硼金刚石薄膜电极板BDD，第四层为与圆柱形外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS；第一层与第四层的不锈钢电极板SS表面均设置活性炭过滤装置；第一层过滤与第二层之间设置反渗透装置；反渗透装置的浓缩液出液口设置在圆柱形外壳的中间位置；经过反渗透装置的水再通过第二层的不锈钢电极板SS；圆柱形外壳的底部设置净化水出水口。本装置结构简单，使用方便。

Description

一种用于肾透析液的高效循环回用装置

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种将肾透析废液高效循环回用的装置。

背景技术

肾脏过滤血液，去掉废弃的物质，维持整个机体的新陈代谢。如果肾功能衰竭，废物在体内累积，最终会毒害人体。肾透析又称人工肾，也称为血液透析法（简称血透）或洗肾。透析是通过小分子经过半透膜扩散到水（或缓冲液）的原理，将小分子与生物大分子分开的一种分离纯化技术。它是血液净化技术的一种，其利用半透膜原理，通过扩散、对流体内各种有害以及多余的代谢废物和过多的电解质移出体外，达到净化血液的目的，并达到纠正水电解质及酸碱平衡的目的。在全世界依赖透析维持生命的50万患者中多数是血透。血透对减轻患者症状，延长生存期均有一定意义。

血液透析是目前肾脏疾病的主要治疗方法，透析用水的水质直接决定透析过程的效果与安全性。在进行一次肾透析的过程中，每个病人需要的用水量大约为160L。肾透析废液中含有K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、HCO₃ ^-和一些血液有机毒素。其中有机毒素包括尿素、肌酐和尿酸。这些小分子的有机毒素水溶性好，分子结构稳定，常规的水处理工艺（如絮凝、吸附和生化方法等）对其的处理效果很不理想。

肾透析废液中含水量大，污染物浓度低，一般情况下都是当做废液直接排放。但是当在野外战地医院或者资源匮乏的情况下时，这显然是一种巨大的浪费。直接排放不仅浪费水资源，还会对环境造成严重的污染，为此发展高效的净化工艺具有重要的理论和现实意义。由于透析膜对于透析液中的有毒物质不具有选择性，透析用水中的有毒物质不仅会损坏透析设备，更严重的是有害物质会通过透析膜扩散进入患者体内，造成患者发生急性和慢性并发症，因此透析用水的水质直接关系到血液透析的疗效和安全性。

反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透压力，即反渗透法，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

以掺硼金刚石薄膜电极（BDD）为核心的净化设备，作为新一代的用于电化学法水处理的电极材料，与贵金属和钛基涂层电极（DSA）等传统材料相比，BDD电极具有最好的阳极氧化能力，最宽的电位窗口和最高的电流密度。金刚石稳定的sp³结构使其具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化和抗污染性等优良特点。

在电场作用下，BDD电极表面能够连续不断产生具有超强氧化性的自由态羟自由基•OH（标准氧化电位为2.80V，接近单质氟气的2.87V）、过氧自由基•HO₂、臭氧O₃和过氧化氢H₂O₂等氧化物种，在与废液反应的同时，还对各种微生物，包括细菌和病毒有着强烈的杀灭作用。

用传统的水处理方法 (如物理法、化学法、生物法) 在一定程度上能改善废水水质情况，但都有各自的不足或缺点。其中，物理法利用吸附、沉淀或阻隔等方式将杂质排除在外。如经典的活性炭吸附可有效净化水体，但随着时间的延长炭吸附能力将不断减弱，需定期进行清洗和更换，而且它并不能将有机污染物降解氧化，由此可能导致相转移，使问题进一步恶化。尤其是面对高浓度的工业废水中含有有机污染物时更显得力不从心。化学法包括氧化处理、中和处理、混凝处理等，拥有快速有效地去除污染物的能力，然而在实际操作中可能出现回收困难、很容易产生二次污染等问题。相比之下，生物法以其经济性和绿色环保性成为目前最受欢迎的水处理技术之一，但当废水中存在难降解有机物或含生物毒性污染物时，单一地采用生物法处理该废水难以得到理想的降解效果。而且生物处理效果提升难以掌握且不确定性很高。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述的现状，本实用新型提供一种用于肾透析液的高效循环回用装置，将将掺硼金刚石引入血液透析领域，利用物理吸附（颗粒活性炭）、反渗透技术、电化学降解技术的组合，建立高效可靠的净化模块。本实用新型一方面能够净化肾透析废液减少环境污染，另一方面可以实现肾透析液的高效循环回用（同时大幅度减少肾透析用水水量），尤其是为自然灾害及缺水地区等特殊情况下的血液透析提供重要的技术保障。

2.技术方案：

一种用于肾透析液的高效循环回用装置，其特征在于：包括圆柱体外壳；外壳上端设置进液管与进液口；所述外壳内由上到下设置四层过滤装置将圆柱体分割成五层空间；其中第一层过滤装置为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS，第二层过滤装置为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS，第三层过滤装置为与圆柱体外壳吻合的圆形掺硼金刚石薄膜电极板BDD，第四层过滤装置为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS； 第一层过滤装置与第四层过滤装置的不锈钢电极板SS表面均设置活性炭过滤装置；第一层过滤装置与第二层过滤装置之间设置反渗透装置；所述反渗透装置产生的浓缩液从设置在外壳的中间位置的浓缩液出液口流出；经过反渗透装置的液体流向第二层过滤装置的不锈钢电极板SS；圆柱体外壳的底部设置净化水出水口。

进一步地，还包括直流电源装置；所述电源装置与掺硼金刚石薄膜电极板BDD相连。

进一步地，所述不锈钢电极板SS为半径50mm，厚度2.0 mm的圆形薄膜，圆形薄膜上均匀分布圆形通孔。

进一步地，所述掺硼金刚石薄膜电极板BDD的形状与不锈钢电极板SS相同。

进一步地，所述反渗透装置包括反渗透膜、浓缩液出液口、过滤液出水口、压力泵；所述压力泵与反渗透膜相连提供给反渗透膜压力；所述浓缩液出液口与过滤液出水口均与反渗透膜相连。

进一步地，还包括进水口流量调节器与出水口流量调节器；所述进水口流量调节器安装在进水管上；所述出水口流量调节器安装在净化水出水口。

3.有益效果：

本实用新型采用四层过滤结构将水处理分为四个阶段，其中的第一阶段为通过带有活性炭过滤装置的第一层不锈钢电极板SS；经过第一阶段的废液进入反渗透装置；第二阶段包括经过反渗透装置与第二层的不锈钢电极板SS，通过反渗透装置的高压侧将浓缩液排出，低压侧的液体流向并通过第二层的不锈钢电极板SS；第三阶段为通过第三层的通电的掺硼金刚石薄膜电极板BDD，在电场的作用下，废液在BDD电极表面得到进一步的净化降解。净化完全的废液进入第四阶段废液处理模块即第四层的带有活性炭过滤装置的不锈钢电极板SS。当废液进入第四阶段废液处理模块时，电极板上的颗粒活性炭对废液进行最后一次的净化处理。

从上面可以看出本装置结构简单，使用方便，在进行肾透析液处理时，操作简便、清洁环保、科学有效。且净化完全的水可以循环使用于肾透析，大大增加了水的利用效率。对节约用水，尤其是在水资源匮乏时具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖面图；

图3为本实用新型中两种电极板的示意图。

附图标记：进液管1；进水口流量调节器2；出液口处的流量调节器3；出水管4；第一层过滤装置不锈钢电极板SS 5；第二层过滤装置不锈钢电极板SS 6；第三层过滤装置掺硼金刚石薄膜电极板BDD 7；第四层过滤装置不锈钢电极板SS 8；压力泵9；浓缩液出液口10；反渗透装置11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明。

如附图1与附图2可以看出，一种用于肾透析液的高效循环回用装置，包括圆柱体外壳；外壳上端设置进液管1与进液口；所述外壳内由上到下设置四层过滤装置5、6、7、8将圆柱体分割成五层空间；其中第一层过滤装置5为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS，第二层6为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS，第三层7为与圆柱体外壳吻合的圆形掺硼金刚石薄膜电极板BDD，第四层8为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS； 第一层5与第四层8的不锈钢电极板SS表面设置活性炭过滤装置；第一层过滤装置5与第二层过滤装置6之间均置反渗透装置11；所述反渗透装置的浓缩液出液口10设置在圆柱体外壳的中间位置；经过反渗透装置的水再通过第二层的不锈钢电极板SS；圆柱体外壳的底部设置净化水出水口与出水管4。

在本装置中将废液的处理分为了四个阶段，其中第二阶段废液处理模块中的反渗透技术可以有效去除肾透析废液中的大部分血液有机毒素，通过第三阶段废液处理模块中的BDD电解技术进一步净化处理。因而最后排出来的水与纯水无异。出液口排出的水是经过反渗透技术和BDD电解技术处理完全的净化水，可直接循环利用于本次的肾透析。这样预计可以将一次肾透析的单次用水量减少到5L。由于用到的BDD电极具有极强的抗腐蚀性、抗污染能力及自我净化与修复能力，所以本装置具有极长的工作寿命与极强的工作能力。

本装置中采用的两种电极板如附图3所示。不锈钢电极板SS与掺硼金刚石薄膜电极板BDD的规格为半径50mm，厚度2.0 mm的圆形薄膜，圆形薄膜上均匀分布圆形通孔。

本装置的具体实施步骤为：

1）在开始进行一次肾透析时即可运行本装置。打开进液口处进水口流量调节器2，调节合适的流速让废液进入第一阶段废液处理模块。

2）当废液进入第一阶段废液处理模块时，经过电极板上的颗粒活性炭的净化处理进入第二阶段废液处理模块。

3）当废液进入第二阶段废液处理模块时，打开压力泵9用于给反渗透提供所需的压力差。打开浓缩液出液口10，反渗透高压侧得到的浓缩液从所述浓缩液出液口10排出，低压侧得到的渗透液进入第三阶段废液处理模块。

4）当废液进入第三阶段废液处理模块时，接通工业直流电源。在电场的作用下，废液在BDD电极表面得到进一步的净化降解。净化完全的废液进入第四阶段废液处理模块。

5）当废液进入第四阶段废液处理模块时，电极板上的颗粒活性炭对废液进行最后一次的净化处理。

6）打开出液口处的流量调节器3，净化处理完全的净化液从此出口流出。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (6)

1.一种用于肾透析液的高效循环回用装置，其特征在于：包括圆柱体外壳；外壳上端设置进液管与进液口；所述外壳内由上到下设置四层过滤装置将圆柱体分割成五层空间；其中第一层过滤装置为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS，第二层过滤装置为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS，第三层过滤装置为与圆柱体外壳吻合的圆形掺硼金刚石薄膜电极板BDD，第四层过滤装置为与圆柱体外壳吻合的圆形不锈钢电极板SS； 第一层过滤装置与第四层过滤装置的不锈钢电极板SS表面均设置活性炭过滤装置；第一层过滤装置与第二层过滤装置之间设置反渗透装置；所述反渗透装置产生的浓缩液从设置在外壳的中间位置的浓缩液出液口流出；经过反渗透装置的液体流向第二层过滤装置的不锈钢电极板SS；圆柱体外壳的底部设置净化水出水口。

2.根据权利要求1所述的一种用于肾透析液的高效循环回用装置，其特征在于：还包括直流电源装置；所述直流电源装置与掺硼金刚石薄膜电极板BDD相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于肾透析液的高效循环回用装置，其特征在于：所述不锈钢电极板SS为半径50mm，厚度2.0 mm的圆形薄膜，圆形薄膜上均匀分布圆形通孔。

4.根据权利要求3所述的一种用于肾透析液的高效循环回用装置，其特征在于：所述掺硼金刚石薄膜电极板BDD的形状与不锈钢电极板SS相同。

5.根据权利要求1所述的一种用于肾透析液的高效循环回用装置，其特征在于：所述反渗透装置包括反渗透膜、浓缩液出液口、过滤液出水口、压力泵；所述压力泵与反渗透膜相连提供给反渗透膜压力；所述浓缩液出液口与过滤液出水口均与反渗透膜相连。

6.根据权利要求1所述的一种用于肾透析液的高效循环回用装置，其特征在于：还包括进水口流量调节器与出水口流量调节器；所述进水口流量调节器安装在进水管上；所述出水口流量调节器安装在净化水出水口。