抗氧化血液透析和相关治疗用水处理设备的制作方法

本发明属于氢医学在血液透析应用，具体涉及抗氧化血液透析和相关治疗用水处理设备。

背景技术：

1、日本学者于1931年开始研究电解水技术，于1952年开发自己的电解水技术，于1954年首先应用于农业，1960年开始作为健康促进水用于医疗，2005年药事法修订后被定位为“家用管理类医疗器械”。

2、日本多宁公司支持的学者于2007年在国际学术期刊上开始发表电解水用于血液透析的论文，2011年6月电解水透析用反渗透纯水系统上市发售，2016年9月上市发售全新版电解水透析系统。

3、日本学者太田成男教授在2005年开始启动氢分子生物学功能的研究，并于2007年在《自然医学》发表第一篇氢气生物学论文，启动了国际上氢分子生物学效应研究的热潮，开启了氢医学时代；随着氢医学的不断研究发展，使得电解水技术、设备逐渐并入氢医学领域，弄清楚了电解水生物学效应是由于电解水产生了氢分子而产生的生物学效应。

4、北京图南医疗设备有限公司于2013年开始进行氢医学医疗设备自主研发，并于2019年将氢气装置(电解水透析装置)注册在tnro-h2型血液透析和相关治疗用水处理设备中并获得北京市食品药品监督管理局的批准。

5、在世界范围内只有日本多宁公司和北京图南医疗设备有限公司研发并实际应用了电解水(富氢水)透析设备，尚未发现第三家公司研发并实际使用此类设备，两家公司的技术方向是完全不同的，水处理工艺有很大的差别。

6、日本多宁公司的水处理工艺流程如下：

7、自来水→预处理→电解水装置→反渗主机→血透设备，其技术经过数十年的研究发展较为成熟，其电解后透析用水的氢浓度在0.1～0.5ppm(mg/l)ph值在9～10，偏碱性；其电解水装置在反渗主机之前，电解功率为三千瓦左右。电解处理的是软化水属于预处理工艺流程。

8、北京图南医疗设备有限公司的水处理工艺流程如下：自来水→预处理→智能动态节水(双级)反渗主机→氢气置换溶解于血液透析和相关治疗用水中的杂质性气体的装置(电解水装置)→热消毒装置及热消毒多支路v循环管路→血透设备；电解后透析用水的氢浓度在0.5～1.5ppm甚至更高，ph值基本不变，电解水装置在反渗主机之后，属于后处理工艺流程，电解功率大约是日本的十分之一，属于有限电解，但氢浓度比日本高一块，ph值基本不变，避免了偏碱性所带来的风险。

9、现有的血液透析和相关治疗用水处理设备，无法将水中溶解的大量杂质性气体脱除掉。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供抗氧化血液透析和相关治疗用水处理设备，将智能动态节水反渗透水处理设备所产出的血液透析和相关治疗用水中溶解的大量杂质性气体脱除掉。

2、抗氧化血液透析和相关治疗用水处理设备,由智能动态节水反渗透水处理设备,氢气置换溶解于血液透析和相关治疗用水中的杂质性气体的装置简称氢气装置组成。

3、智能动态节水反渗透水处理设备，由于水利用率高而反渗透膜对水中氢离子脱除率不高,会造成反渗水中氢离子含量相对较高，使得反渗纯水偏酸性，源水ph值如果是7,则经过智能动态节水反渗透水处理设备过滤后所产生的反渗水ph值则在6，再经过氢氧分离电解装置电解后会使反渗水ph偏碱性,这样经过有限电解,使得ph值为6左右的反渗水恢复成ph值为7左右的富氢水，使得富氢纯水的ph值基本不变,降低了风险。

4、本发明所要解决的技术问题、首先是将双反渗纯水即透析用水中溶解的大量杂质性气体通过负压在线脱气装置脱除,再流入密闭卫生级纯水箱中,在其底部出水口安装一直径5cm的不锈钢三通，其中一端做为出水口而另一端做为回水口，出水口连接多组分布式杆式电解部件及在线式多频超声溶气组件,将脱气后的双级反渗纯水经过电解及超声在线溶气再进入多级立式离心切割泵，经过切割增压后富氢透析用水,再进入无死腔纳滤膜组件进一步过滤后的富氢透析用水经过热消毒管道输入透析室,再经过热消毒多支路v循环管道系统，连接到每台人工肾进水口，其回水再到氢气装置,经过超滤膜过滤后再回到密闭卫生级纯水箱底部回水口，这样回流的富氢水再经过电解等一系列处理，使得富氢透析用水中的氢浓度进一步提高,使得在有限电解功率下得到较高氢浓度富氢透析用水,以达到更好的透析效果。

5、电路控制系统为有限电解电路控制系统，根据人工肾数量开启相应数量分布式杆式电解部件并进行相应自动控制，以达到最佳氢浓度，分布式杆式电解部件所连接的电解电源配套实时显示氢气量显示窗口，随时监测其运行状态及技术状态,观察产气量是否正常。

6、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：抗氧化血液透析和相关治疗用水处理设备，包括

7、处理装置，所述处理装置包括密闭式纯水箱，安装在密闭式纯水箱进水处的负压在线脱气装置，以及安装在密闭式纯水箱底部出水口的分布式杆式电解部件，所述分布式杆式电解部件的一端安装有卫生级快装卡盘式超声换能器，并形成在线式多频超声溶气装置，分布式杆式电解部件的输出端连接多级立式离心切割泵的进水口,多级立式离心切割泵的出水口连接无死腔纳滤膜组件，且无死腔纳滤膜组件的出水口经热消毒管道连接有热消毒多支路v循环管路，热消毒多支路v循环管路连接到各透析单元用水点,然后接回到水处理房间，所述热消毒多支路v循环管路和密闭式纯水箱之间设置有超滤膜组件，超滤膜组件回到密密闭式纯水箱底部回水口形成循环，有限电解电路控制系统控制整个设备的正常运行，所述密闭式纯水箱的外侧设置有纯水输送泵；

8、超临界同位素置换装置，所述超临界同位素置换装置包括密闭式纯水箱，安装在密闭式纯水箱循环进水处的负压在线脱气装置，所述密闭式纯水箱的外侧安装有对称分布的多级立式离心切割泵，且多级立式离心切割泵的出水口连接有超临界空化装置，所述超临界空化装置和负压在线脱气装置连接；所述多级立式离心切割泵和超临界空化装置之间还设置有在线式超声换能器，所述密闭式纯水箱的外侧设置有氢氧分离电解槽，并通过微型射流器连接多级立式离心切割泵；运用超临界水处理技术，结合抗氧化血液透析和相关治疗用水处理设备，将血液透析和相关治疗用水做进一步处理，将水中的重氢和重氧同位素置换出来，所产出的低氘富氢水用于饮用，透析用途；超临界同位素置换技术的工艺流程如下：将血液透析和相关治疗用水通过氢氧分离电解槽，再分别经过多频超声空化溶气组件将氢气泡和氧气泡分别打碎成纳米气泡，再经过切割泵或高压泵产生一定压力分别通过超临界空化装置完成同位素置换，再分别经过负压在线脱气装置，以脱去置换后的同位素，流回卫生级纯水箱中；由于氢的同位素不易电解，这样电解水产生的氢气泡不含氘，经过超临界空化装置后，可置换出一部分氘气和重氧气，再经负压在线脱气装置，将其脱除，如此不停循环处理可将卫生级纯水箱内的血液透析和相关治疗用水中的氘去除，生成低氘水，也可以用大功率的空化泵来代替多级立式离心切割泵。

9、作为本发明的一种优选的技术方案，所述负压在线脱气装置包括

10、负压在线脱气装置本体，所述负压在线脱气装置本体上设置有和负压在线脱气装置本体内部连通的出口、负压口、进口；

11、负压泵，所述负压泵和负压口连接；负压在线脱气装置中包括有一只或多只疏水型中空纤维超滤膜组件立式安装串联,透析用水从下面入口进入疏水中空纤维丝内孔到出口，再进入下一只的下面入口如此串联,疏水中空纤维丝外侧口向下连接负压泵，负压泵前装有负压表和单向阀，透析用水进入入口前装有压力表和单向阀,在经过疏水纤维丝膜组件后装有压力表,单向阀和背压阀。

12、作为本发明的一种优选的技术方案，所述分布式杆式电解部件包括杆式电解部件、电解单元，所述杆式电解部件上安装有超声换能器。

13、作为本发明的一种优选的技术方案，所述分布式杆式电解部件，该分布式杆式电解部件杆的外径为50mm、长550mm的卫生级不锈钢材质,两头为卫生级快装接头向下均匀分布焊接了六个外径50mm的卫生级快装接头，每个快装接头上卡装一个卫生级盲板、盲板中间有一个六分平口内丝的孔,将氢氧分离电解槽垫上o型硅胶密封垫片,拧在六分内丝孔上并固定拧紧,这样一根杆上均匀分布了六个小电解槽,通过不锈钢快装件可将数支分布式杆式电解部件连接起来组合应用，杆上分布的电解槽数量是可变化的,根据实际需要而定，一套设备可使用数组分布式杆式电解部件。

14、作为本发明的一种优选的技术方案，所述卫生级快装卡盘式超声换能器包括超声换能器，所述超声换能器的一端安装有快装卡盘，卫生级快装卡盘式超声换能器组成在线式多频超声溶气装置，将超声换能器,固定在卫生级不锈钢快装盲板上,其固定方式是在快装盲板背面加工一个圆形安装凹槽,以减少端板厚度利于超声波的输出,并在中间栽焊个专用固定螺钉,抹上专业胶将超声换能器拧上并粘好，这样就组装了一只管道专用的在线式卫生级快装卡盘式超声换能器,换能器可以是单频,也可以是双频甚至三频换能器、可根据需要来确定。

15、作为本发明的一种优选的技术方案，分布式杆式电解部件的一端还安装有卫生级快装卡盘式超声换能器形成在线式多频超声溶气组件在此发明中多组应用。

16、作为本发明的一种优选的技术方案，负压在线脱气装置还具有正压在线溶气功能,其结构与负压在线脱气装置的结构保持一致，不同的是将真空负压泵改成氢气源，气体由向外抽改为向里压,单向阀方向改向里压，负压真空表改为正压表。

17、作为本发明的一种优选的技术方案，所述多级立式离心切割泵针对多级立式离心泵的导叶和叶轮，本发明设计了一组用于切割微纳米汽泡的切割导叶和切割叶轮组成一组,并根据需要替换多级立式离心泵上的普通叶轮和导叶组合，可连续替换或间隔替换再根据情况来增大电机功率或者不变,这样就组装成了多级立式离心切到泵；

18、切割导叶的设计：导叶的原厂外形尺寸不变,将导叶里面的导流片去掉，呈放射状增加一定放量的切割片,切割片的数量可根据切割离心泵的扬程,流量,电机功率来确定；

19、切割叶轮设计成二种,第一种是将原来的闭式叶轮下部即迎水面盖板去掉,变成半开式叶轮而叶片的形状对不变，这样,既能切割气泡对水泵的参数影响不太大；第二种是将迎水面的盖板去掉后,将叶片的形状改成与切割导叶里的呈放射状切割片一样，数量也相当,叶轮的切割片和导叶里的切割片距离很近,但要防止碰磨造成损坏这种切割效果好,但对水泵扬程流量影响较大，一种切割导叶配2种半开切割叶轮有2种组合，可根据情况灵活运用。

20、作为本发明的一种优选的技术方案，所述热消毒多支路v循环管路的主管路为一寸或六分的pex耐热消毒管道或其它耐热材质管道,支路出水口与主管呈45°的不锈钢316管件，支路管道为增强型耐热消毒硅胶管规格为12mm*19mm,也可用其它耐热材质管道,连接肾机处装一微型不锈钢球阀进水呈v字型循环，支路的回水为呈45°的不锈钢316射流器管件，一个支路可带数台肾机，一个透析中心使用数个支路，多支路的另一种连接方式是主管道分出数个分支再汇总成主管道,每个分支的长度及所带肾机数要均衡,以保证各分支的流速，两种分支可单独使用也可组合使用。

21、作为本发明的一种优选的技术方案，有限电解电路控制系统，其中的电源是由有医疗认证的220伏变24伏直流的开关电源,并通过数个开关连接数个小电解电源、每一个小电解电源带一组分布式杆式电解部件并配备一个实时显示产气量的显示窗口,小电解电源的输入电压是直流24伏，输出根据分布式杆式电解部件上的氢氧分离的小电解槽是否串联或并联来决定的,如果是6个小电解槽,并联的话输出是3伏直流7-10a，串联则是21伏直流1-1.2a,功率是三十多瓦,产气量显示则是50ml/m，一套设备如果使用六组分布式杆式电解部件,就会配备六个小电解电源和六个显示产气量的显示窗口及相应的六个开关，以打开或关闭每个小电解电源，这样可根据当天肾机的数量自动或手动控制打开或关闭小电解电源，一般全开可带50至60台肾机，这样便实现了有限电解电路控制，电解总功率在二百瓦，但达到了世界上唯一的同类产品日本多宁公司电解功率三千瓦左右的效果,电解功率是其不到十分之一,对电解水的ph值的偏碱性影响就小了十分之一，大大降低了风险。

22、在纯水箱有水的情况下，系统正常运行后电解装置开始工作，可根据需要进行延时电解或定时电解，以避开血透机开机自检，在夜间定时循环时电解装置不工作,在系统消毒时电解装置不工作，在无水的情况下电解装置和切割泵不工作,多频超声溶气装置和电解装置是联动的，系统可定时开关机并自动进入定时循环状态，纯水箱内浸没式紫外线灯在化学消毒状态下是不工作的，以免降低消毒效果。

23、作为本发明的一种优选的技术方案，所述超临界空化装置有两种设计：

24、一种是不锈钢材料制做的文丘里管，并在喷嘴处外面装一对强磁铁，强磁铁可以是半圆形，也可以是长方条型固定在平台上，另一种是微距平面喇叭状喷嘴，外面安装一对长条状强磁铁在平面上；其基本原理是当溶解大量纳米氢气泡的水在一定高的压力下打入超临界空化装置，形成空化效应，产生高温高压的超临界状态，以完成同位素置换，因为这种置换是可逆的，所以需使用在线脱气装置，将其脱除后再返回卫生级纯水箱，加装强磁铁是为了增强这种空化效应；可应用氢氧分离的电解水装置同时分别对电解出来的微纳米氢气泡和氧气泡，进行同位素置换，以达到去除重氢和重氧的目的，用此工艺所生成的低氘水，利用其生物学效应进行相关应用，如再溶解氢气饮用或血液透析可用于癌症等疾病的治疗。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、经过一系列水处理工艺,生成电解水即富氢水用于血液透析,利用氢分子广泛的生物学效应和选择性抗氧化作用,将智能动态反渗透水处理设备所产出的血液透析和相关治疗用水中溶解的大量杂质性气体脱除掉，并进行电解产生氢气泡并进行多频超声溶气，进行切割增压并过滤后用于血液透析，以提高透析患者的qol即生存质量。