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医疗纯水系统概况
早在上世纪70年代，美国、欧盟、日本等发达国家就制定并实施了相对完善的医院纯水使用管理制度和不同学科的纯水标准，并建立起了中央式医疗供水系统。中央式医疗供水系统是采用多级净化工艺对自来水进行深度处理，使其分别达到不同科室用水标准，再通过管道输送供给各科室使用。该系统可以提高科室纯水使用质量、提升医院设备管理水平和效率、大大降低制水成本，节能减排。
我国在20世纪末引进并实现了中央制水、分质供水的理念和实施案例，近年来，中央供水系统因其独特的优势正在快速替代原有的单科室分体式供水设备［1］。但根据现代医院建设及医疗纯水行业的发展需求，传统中央式医疗供水系统已无法满足现有需求，主要体现在信息不透明、管控不到位、无法快速响应等诸多问题，急需行业技术迭代。
当前，智慧医院建设方兴未艾，“智能+医疗”的结合，将给国内医疗领域带来巨大的机遇。智能信息化医疗用水系统是未来解决医院纯水系统智能监控、人机交互、信息透明、精准维护、稳定运行的创新型医用纯水供应系统。
 
现代医院纯水“四化”建设思路
根据现代医院建设发展趋势，医院纯水建设需要紧密结合互联网，做到以下新时代医疗纯水系统建设“四化”。
（1）系统化
系统（system）是指若干部分相互联系、相互作用，形成的具有某些功能的整体。具体到医疗纯水系统，其含义在于摒弃传统单科室分体式供水模式，统筹规划集中处理分质供水，同时将该系统置于整个医院内，作为医院智能医疗建设的一个子系统，与智能医疗系统服务有机结合起来，做到既实用，又节水节电，不仅设备不占用或少占用宝贵的医疗面积，还在数据方面与医院后勤系统互联互通，共享处理，作为医院智能医疗建设中后勤管理的有力保障。
采用中央分质供水系统替代单科室分体供水设备，系统性解决医院医疗供水问题。以某医院20吨/小时医疗纯水供水项目比较：
表1  医疗物联网+中央分质供应与单科室分体式供应比较

图1  物联网+中央分质供水与单科室分体式供水分项比较

通过系统化考虑，采用中央分质供水系统，设备投资虽有部分增加，但系统综合考虑，年水电费节约26万，耗材费节约17万，在医院用房面积的使用以及设备的人工维护费用不计算在内的前提下年运行费用节约总额为43万元（不包含污水处理费用及直饮水费用）。
系统化应急预案，结合物联化管控，可实现应急供水三个方面问题：浑水的处理；自来水停水应急处理；自然灾害应急处理。
通过对原水浊度的有效监控，当浊度仪表检测到原水浊度＞5NTU，说明管道受到外源污染（爆管、停水倒吸等），浊度仪表将该信息反馈给智能控制系统，主机发出停止输水指令，主管路关闭，启动旁路应急节水系统，对该部分水质进行特殊净化，然后进入后端处理系统，至浊度下降至稳点合理值后，智能控制系统将发出指令关闭旁路，开启正常运行系统。整个控制职能控制，无需人员介入。
假设预处理20T/H过水量的应急节水系统，配置砂滤、碳滤1.5m过滤罐，正常情况下，根据预处理堵塞情况原水需要进项自动反冲洗。根据设计规范，一般砂滤水洗历时10-15min，水洗强度10-12L/m2·s；碳滤水洗历时20-30min，水洗强度7-10L/m2·s。砂滤单次冲洗耗水量约为1.9T/次，碳滤单次冲洗耗水量约为3.2T/次，耗水量大。根据堵塞情况判断，活性炭堵塞严重者甚至会废掉。采用应急节水系统，根据原水浊度自动监控并高效过滤，避免原水因突发性污染导致浊度偏高堵塞后续预处理系统，甚至报废。
图2  应急节水系统

医疗纯水根据使用等级和用途的不同可分为三级：一级用水包括血透用水、ICU等，二级用水包括口腔科、内镜中心、检验室、中心供应室等，三级用水包括直饮水、清洗用水、冲洗用水等。如在原水停水状态下，供水量不足，优先保障一级用水终端供水，如血透供水、ICU；储水量充裕情况下再供给二级及三级部门用水。如图3所示：
图3  应急供水优先原则

当发生自然灾害（地震、洪水等）或系统设备出现重大安全隐患情况之下，高级管理人员可通过物联网远程管控，实现一键关机，防止二次灾害的发生。

图4  远程一键关机

（2）物联化
“物联化”是指部分概念、技术和应用在原有基础上运用物联网的理论和技术支持进行升级优化，从而具有先进、互联和智能三大特征的过程。主要涵盖以下几个方面内容，如图5所示：
图5  物联网数据传输

1）信息收集
将原有水处理设备升级迭代，从机械式变成智能化，运用各种传感设备，能分类收集“水质信息，（原水信息，过程信息，结果信息），设备运行信息（水量，水压，工作状态），滤芯寿命信息”，可实现在线实时更新。
2）数据分析
采用统计分析方法，对收集来的大量数据进行分析，将其加以汇总和分析，以求最大化地开发数据的功能，发挥数据的作用。数据分析是为了提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。根据数据分析，可实现对客户用水特征、用水量、原水水质状况、耗材使用情况、设备元件质量、外界影响因素等诸多数据统计分析，发现规律，为系统控制运行、配件耗材质量优劣提供有力支撑。
3）智能控制
智能控制是具有智能信息处理、智能信息反馈和智能控制决策的控制方式，主要体现在：
①智能化芯片控制制备与循环模式，在保证纯水需求的同时提高系统运行效率；
②根据不同地区水质现状，模块式装配，低成本运行，确保水质稳定；
③友好的用户操作界面，简单清晰的耗材更换指导；
④具有完备的报警提示功能：系统主机可设置“远程监控”程序，经授权的用户能够经由电脑和智能手机进行24/7全天候的远程监控；
⑤可存储系统运行2年的历史数据，满足水质溯源性的要求；
⑥具备应急优先原则信息分析及智能管控。
4）信息透明
信息透明是公众的“定心丸”，尤其是医疗卫生安全，关乎到千家万户医患人员的身体健康，近年来，医疗院感事件屡有发生，2019年5月江苏东台人民医院血透设备及区域消毒措施执行不规范，导致诊断确认丙肝病毒感染69例；2019年顺德医院新生儿感染事件；2013年淮南市某医院血透患者感染丙肝事件；2009年山西某中心医院血透患者感染丙肝事件等。
目前医疗纯水市场鱼龙混杂，暂无统一规范，无论是单科室分体式还是中央式各持己见，但终究无法做到设备水质及运转现状的实时监控或在线监控信息非常有限。水质是否合格无法实时呈现，只能通过取样检测才可获取，信息严重滞后，无法提前预知或实施管控，严重者容易造成医疗事故或引起医患纠纷。完全的信息透明，不仅仅体现在水质的实时在线，还要做到实施的公开透明，使用者可以实时了解水质现状。
物联网+中央分质供水系统可实现：
①水质传感：实现水质的实时监控，并呈现于PC端、手机端，主要有浊度、TDS、电导率、电阻率、PH等；
②控制传感：实现对系统工作状态进行控制，主要有流量、压力、紫外灯等；
③水质在线检测报告，实时更新。
（3）绿色化
2015年3月24日，中央政治局会议在十八大提出 “新四化”的基础上首次提出“绿色化”。这是一种科技含量高、资源消耗低、环境污染少的产业结构和生产方式。2015年12月3日，住建部颁布了【第1003号】文件《绿色医院建筑评价标准》GB/T 51153-2015的公告，提出医疗行业节约用水和用电、减少污染物排放、建设绿色医院是考核与管理上的需要，更是医院发展和提高竞争力的首要条件；早在2011年，中国绿色建筑委员会标准《绿色医院建筑评价标准》CSUS/GBC 2-2011同样提出采用分质供水，节约水资源，降低能源消耗，减少环境污染的要求，这是对医院“绿色化”最好的诠释。
医疗纯水的“绿色化”主要体现在节水节电，资源环保。采用新工艺、新材料、新技术，实现技术迭代。根据不同区域水质现状，增减水质软化树脂，做到减量降耗，减少环境污染；采用中央分质供水替代传统单体式供水模式，再结合物联网技术，极大节约资源，低碳环保，真正实现医疗净水领域的“绿色化”。单科室分体式设备水利用率通常不到50%（GB/T 19249-2003）标准为30%以上，另外的50%以上的水成为废水。而这些废水又必须经过废水处理后才能接入城市污水干管；电耗更加明显，虽然单科室分体式设备规模较小，但五脏齐全，单位纯水的耗电量居高不下，日积月累，医院花费的自来水费、污水处理费和电费是惊人的［2］。
我国有二甲以上的综合性医院17000多家，若有半数以上的医院采用物联网+中央分质供水系统提供医疗用水及直饮水，按每套系统年均节水8万吨、节电6.5万度、减排CO2 320吨、节省总运行费用16万元计算，全行业每年可为国家节约用水6.8亿吨自来水，节电5.5亿度；按我国火电平均每度电需消耗3.7公斤标准煤、每公斤标准煤产生1.33公斤CO2计算，减排CO2 270万吨（2018年我国实现减排CO2 21.35亿吨），节省总运行费用10675亿元［2］。这些数据充分印证了医院采用物联网+中央分质供水所产生的节能、减排、环保、降耗功效是革命性的。
（4）标准化
标准化具有规范市场行为，引领行业发展，推动建立秩序，促进产品在技术上的相互协调和配合等作用。目前，医院医疗纯水系统总体呈现部门多、种类的、标准多的特点，科室用水执行标准及水质参数不够明确，因此需要健全标准、发挥标准化的引导作用，体现标准的先进性和指导性，促进并完善行业规范，健康发展。
医院的水源绝大部分来自市政自来水，因此原水的指标均应符合《生活饮用水卫生标准》GB 5749。但是医院很多专业科室均需要对水进行水质处理才能达到实际使用的要求，由于水质指标要求的差异性从而决定了医用中央供水系统“集中净化、分质供水”的系统特性，医用水按水质指标差异主要分以下几种：
表2  医疗纯水水质标准一览表

图6  医疗纯水系统“金字塔”

2018年，由国家卫生部提出并组织编写的第一部专项针对医疗用水国家标准《医疗机构医疗用水卫生要求》已经报批，有待于近年发布。该标准从国家层面对医疗纯水领域进行全面梳理，并分类制定水质执行参数，是未来医疗用水行业健康发展的基石。根据我国标准制定的规则，行业及各地还可以有针对性地制定行业及本地区的标准，但控制指标均应严于国标，这也进一步促进了行业的健康化、规范化发展。
 
智能信息化医疗用水系统前景广阔
今年新冠疫情的爆发，充分暴露出我国现有医疗与公共卫生体系不充分、不合理、不平衡等诸多问题，实际情况是，除北上广深等发达城市外，许多大城市三甲医院数量不足、设施配套不到位，而中小城市各级医疗资源配置更是不齐全、不合理，医疗设施、医治水平层次不齐。因此，有专家提出“国家应该要像修铁路、高速公路一样修建中国公共卫生领域的基础设施”。
中国现有33000多家医疗机构，未来5～10年会达到5～6万家，而政府主导的医疗机构高质量设备投入就是一个巨大的增量市场。市场规模足够大，医疗供水具备广阔的发展前景。
虽然物联网系统与传统机械式系统相比建设成本略高，但从长期运维及管理来看，具有其他系统无可比拟的技术优势。因此，物联网+中央分质供水系统逐步取代单科室分体式医疗纯水供水系统已成趋势。
从现代医院建设发展的趋势来看，“绿色医院、智能医疗”已成主旋律，医疗供水同样难以置身事外，独善其身。
从行业发展的规律来看，技术迭代势在必行，物联网技术是促进行业发展的原动力。
 编辑/张建国
参考文献
［1］陶长龙.医用集中纯水供应系统在现代医院的应用探讨［J］.现代医院管理.2013,4.11,No2:51-52
［2］零废水中央纯水系统在绿色医院建设中的性价比分析［J］.医院建筑.2011,7,No7