Nước cấp dùng cho hệ thống xử lý nước của quá trình lọc máu chu kỳ thường là nguồn nước máy (nước thủy cục). Nguồn nước này dù được khai thác từ nước bề mặt hay nước ngầm thì đều phải trải qua quá trình xử lý nghiêm ngặt tại các nhà máy nước trước khi đưa vào sử dụng tại bệnh viện.
Mỗi quốc gia đều áp dụng một bộ tiêu chuẩn riêng biệt cho nước sinh hoạt, chẳng hạn như QCVN 01:2009/BYT tại Việt Nam hay tiêu chuẩn EPA của Mỹ. Trong quá trình xử lý, các nhà máy thường bổ sung một số hóa chất như Clo để khử trùng và Flo để bảo vệ răng. Tuy nhiên, đối với bệnh nhân chạy thận nhân tạo, việc tiếp xúc với các hóa chất này cực kỳ nguy hiểm. Vì vậy, mọi cơ sở lọc máu đều bắt buộc phải sở hữu hệ thống xử lý nước chuyên dụng đạt tiêu chuẩn quốc tế AAMI. Cấu trúc cơ bản của hệ thống xử lý nước cho lọc máu chu kỳ gồm 3 giai đoạn chính:
- Xử lý nước nguồn trước quá trình thanh lọc (Tiền xử lý).
- Thanh lọc chuyên sâu: Loại bỏ hoàn toàn chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật thông qua công nghệ RO, DI, đèn UV và màng siêu lọc.
- Phân phối nước thành phẩm đạt chuẩn đến các máy thận nhân tạo.
Sơ đồ quy trình tiền xử lý nguồn nước trước khi đưa vào hệ thống RO
1. Hệ thống tiền xử lý nước trước quá trình thanh lọc
Mục đích chính của giai đoạn này là xử lý nước nguồn thô nhằm bảo vệ màng RO khỏi nguy cơ tắc nghẽn, từ đó tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của toàn bộ hệ thống lọc chuyên sâu.
Các thiết bị cốt lõi trong giai đoạn tiền xử lý bao gồm:
- Van một chiều chống chảy ngược: Đây là bộ phận bắt buộc giúp ngăn ngừa tuyệt đối tình trạng hóa chất chuyên dụng từ hệ thống lọc máu rò rỉ ngược lại nguồn nước sinh hoạt của cộng đồng.
- Van trộn nhiệt: Nhiệt độ nước lý tưởng để màng RO vận hành tối đa công suất là từ 21-27°C. Tại các khu vực có mùa đông lạnh như miền Bắc Việt Nam, việc thiếu van trộn nhiệt có thể làm giảm đáng kể hiệu suất lọc của màng RO.
- Bơm gia áp: Thiết bị giúp duy trì áp suất ổn định trong đường ống, ngăn ngừa lỗi tự động tắt máy RO do nguồn nước cấp không đủ áp lực.
- Bộ lọc thô (Sediment Filter): Loại bỏ các hạt rắn lơ lửng có kích thước lớn hơn 10 µm bằng cột lọc đa tầng (cát, sỏi, đá) hoặc lõi lọc cartridge chuyên dụng.
- Hệ thống làm mềm nước (Water Softener): Loại bỏ các ion gây cứng nước là Canxi và Magie bằng phương pháp trao đổi ion với Natri. Các mảng bám khoáng chất này nếu không được xử lý sẽ bám chặt vào màng RO, làm giảm tuổi thọ màng lọc và các bộ phận khử ion (DI). Hệ thống làm mềm nước cần được hoàn nguyên định kỳ mỗi ngày bằng dung dịch muối bão hòa.
- Thùng chứa muối hoàn nguyên: Nơi chứa muối viên tinh khiết phục vụ quá trình hoàn nguyên hạt nhựa trao đổi ion của hệ thống làm mềm nước.
Cơ chế vận hành của hệ thống làm mềm nước chuyên dụng
- Cột lọc than hoạt tính: Clo và Cloramin là những chất khử trùng cực kỳ độc hại đối với người bệnh và có thể hủy hoại màng RO nhanh chóng. Do màng RO không thể loại bỏ hoàn toàn Cloramin nên việc sử dụng cột lọc than hoạt tính nối tiếp nhau là bắt buộc để trung hòa hoàn toàn các hóa chất này trước khi nước đến màng RO.
2. Giai đoạn thanh lọc nước chuyên sâu
Mục đích của giai đoạn này là loại bỏ triệt để các tạp chất vô cơ, hữu cơ và vi khuẩn để tạo ra nguồn nước siêu tinh khiết.
- Hệ thống thẩm thấu ngược (RO): Đây là trái tim của cả hệ thống xử lý nước, bao gồm:
- Màng lọc tinh (Cartridge Prefilter): Giúp lọc bỏ các hạt nhựa, vụn carbon phát sinh từ giai đoạn tiền xử lý để bảo vệ bơm và màng RO.
- Bơm RO cao áp: Tạo áp lực mạnh mẽ từ 200-250 PSI để đẩy nước qua màng lọc bán thấm.
- Màng RO: Loại bỏ tới 95-99% các ion hòa tan và các tạp chất có trọng lượng phân tử lớn hơn 200 Dalton. Chất lượng nước thành phẩm được giám sát liên tục thông qua chỉ số độ dẫn điện (TDS). Để đảm bảo an toàn, hệ thống phải được súc rửa màng định kỳ 3 tháng một lần và khử trùng toàn diện mỗi tháng một lần.
Cơ chế của DI tạo ra acid Fluorhydric (HF) khi DI đạt ngưỡng bão hòa
- Cột khử ion (DI): Được lắp đặt sau màng RO để nâng cao độ tinh khiết của nước. Cột DI sử dụng các hạt nhựa trao đổi ion để loại bỏ triệt để các cation và anion còn sót lại. Tuy nhiên, khi hạt nhựa DI đạt trạng thái bão hòa (điện trở giảm dưới 1 Mohm/cm), chúng sẽ giải phóng ồ ạt các ion Flo để liên kết với các ion có ái tính cao hơn. Hiện tượng này tạo ra axit Hydrofluoric (HF) cực độc trong nước cấp, có nguy cơ gây tử vong cho bệnh nhân chạy thận. Vì vậy, việc theo dõi điện trở nước và thay thế cột DI đúng hạn là tối quan trọng.
- Hệ thống đèn cực tím (UV) và màng siêu lọc: Đèn UV tiêu diệt tận gốc các loại vi khuẩn. Do xác vi khuẩn phân hủy có thể giải phóng nội độc tố (Endotoxin), màng siêu lọc phía sau sẽ đóng vai trò giữ lại toàn bộ các độc tố này trước khi cấp nước đến máy thận.
3. Hệ thống phân phối nước thành phẩm
Nước sau khi xử lý đạt chuẩn sẽ được dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp đến hệ thống máy thận nhân tạo. Đường ống dẫn nước cần được thiết kế tối ưu, tránh các góc chết hay nhánh phụ không cần thiết nhằm loại bỏ hoàn toàn nguy cơ nước tù gây tái nhiễm khuẩn.
Bác sĩ Bùi Nghĩa Thịnh
Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch
