I ntérêt de l'ultrafiltration
en prétraitement d'eau pour hémodialyse

A. Dorel, pharmacien et P. Crestan, technicien d'hémodialyse

Conception et choix

Depuis 1995, le traitement d'eau pour Hémodialyse du CH Annonay, est composé d'une ultrafiltration en tête de ligne. Un groupe de travail constitué de médecins, techniciens et pharmaciens s'est investi dans une démarche d'Assurance Qualité.

Dans un premier temps, le groupe de travail s'est employé à définir les caractéristiques de l'eau du site avec analyse des dysfonctionnements . Il a été mis en évidence la présence de colloïdes. Ce sont des matières minérales et organiques en suspension, d'un diamètre de l'ordre du micron, qui ont la particularité de colmater les systèmes de filtration frontale (coût annuel de la filtration du système précédent : 250 000 F TTC). On les rencontre dans les eaux de barrage ou de ruissellement? L'indice de colmatage ou Fouling Index (FI) est leur marqueur. Un FI supérieur à 12 est caractéristique d'une eau colmatante .

La seconde étape a été l'écriture du Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP). C'est un élément indispensable dans la relation de partenariat avec l'industriel. C'est un contrat d'objectifs avec obligation de résultats. Il peut être plus ou moins restrictif, et doit laisser place à la créativité du fournisseur . En répondant au CCTP, le fournisseur engage sa responsabilité . Les objectifs physiocochimiques et bactériologiques attendus sont supérieurs à ceux de la pharmacopée, le système de désinfection, les performances techniques des installations, le système de suivi intégré avec alarmes, les conditions de maintenance et d'entretien ainsi que les conditions de mise en service ont été clairement précisées dans le CCTP.

Après consultation des fournisseurs et étude des propositions, le choix du pré traitement s'est arrêté sur un système performant : l'ultra filtration (UF). Il s'agit d'un ensemble de trois modules composés de fibres creuses en ester cellulosique . Le seuil de filtration est de 0.01µm (annexe 1). Le système choisi présente la particularité d'une filtration tangentielle en circuit fermé avec rétrolavavages à contre courant avec l'eau filtrée (annexe 2). Celle-ci permet de décolmater le dépôt de colloïdes sur la membrane de chaque fibre et provient d'une petite cuve tampon, placé en aval . Ainsi il n'y a pas augmentation du dépôt sur la membrane, la filtration est maintenue dans le temps . Cette manouvre est déclenchée en fonction du temps et suivant la différence de pression .

La désinfection journalière en dehors des heures de dialyse est réalisée à partir de chlore à 5 ppm. Les contrôles bactériologiques sont réalisés tous les 15 jours .

ANNEXE 1

Principes de base de la filtration tangentielle

ANNEXE 2

RESULTATS

Les résultats attendus ont été obtenus dès la fin de la période de validation de 3 semaines avant mise en service . Grâce à la mise en place de procédures de maintenance rigoureuses ces résultats perdurent . Ils sont de 3 types :

  • Physico-chimiques : indice de colmatage < 1 après UF
  • Bactériologiques : < 100CFU/L après UF pour 80 % des résultats permettant < 10 CFU/L après osmose
  • Coût d'exploitation lors membranes : 17 000 F TTC annuel seulement

Intérêt de l'ultrafiltration en pré traitement d'eau
pour hémodialyse : Aspect technique

Présentation de notre SADT

Système d'analyse descendante technique de notre installation

1er niveau de décomposition

La matière d'ouvre : l'eau brute
Un support : le traitement d'eau
L'objectif : la valeur ajoutée: l'eau traitée

Cela comprend aussi les contraintes suivantes : énergétique, de réglage, de configuration et d'exploitation.

2ème niveau de décomposition

Nous retrouvons nos contraintes plus détaillées dont les programmes d'exploitation et les configurations .

A1 : gestion du système : mise en place d'un automate de type T.Box
A2 : prétraitement : bloc ultra filtration
A3+A0 : traitement par bi-osmose

Analyse du bloc A2

A21 : pré filtration de l'eau brute avec un filtre crépine 50µ . Rinçage manuellement à contre courant
A22 : Produire de l'eau ultra filtrée
A23 : stocker cette eau dans une cuve permettant d'absorber les variations de consommation de la bi-osmose et de fournir l'eau nécessaire aux rétro lavages périodiques
A24 : protection des membranes de la bi-osmose par l'UF(plus de matières colloïdales)
A2 : filtre CA si problème de chlore résiduel

2. Mode de fonctionnement de l'UF

L'ultrafiltration possède 2 modes de fonctionnement . Un mode de production où l' on remplit la cuve d'eau ultrafiltrée et un mode où la cuve se vide à l'égout en rétrolavant les modules

a . La production d'eau ultra filtrée

La production d'eau dans l'UF est totalement automatisée et commandée par 2 niveaux sur la cuve de stockage Niveau bas atteint : remplissage de la cuve : production d'eau UF Niveau haut atteint : arrêt de la production

2 autres niveaux sont placés sur la cuve pour assurer une sécurité en cas de défaillance des niveaux haut et bas, et d'autre part, pour commander la vidange complète de la cuve en désinfection chimique .

Précision : les 4 niveaux de la cuve sont à capteur sensitif et positionnés à l'extérieur de celle-ci .

En alimentation tangentielle, par l'intermédiaire de la pompe de circulation UF, l'eau brute traverse les modules de bas en haut et circule ainsi en boucle .

Ceci permet d'entraîner avec l'eau l' eau les particules qui chargent la surface des membranes, tout en continuant d'alimenter la cuve .

b. La phase rétrolavage

L'eau du réseau d'Annonay étant particulièrement chargée en matières colloïdales, le colmatage des membranes d'UF est un risque à prendre en compte , le passage en alimentation tangentielle étant insuffisant à long terme .

Le rétrolavage permet alors de nettoyer les membranes de façon efficace . Nous avons 3 modules .

Ce rétrolavage va se dérouler module après module, donc 3 cycles identiques, de façon automatique toutes les 2 heures ou de façon exceptionnelle s'il y a amorce de colmatage des membranes (commandé par pressostat).

Un rétrolavage par module dure environ 1 mn et la consommation d'eau ultra filtrée est d'environ 50 l .

Cycle complet d'un rétrolavage :

  • Remplissage de la cuve au niveau haut
  • Rétrolavage du module 1 par la pompe rétrolavage et mise à l'égout jusqu'à atteindre le niveau bas de la cuve . L'eau est soutirée de la cuve qui attaque sous pression les membranes du module concerné, en leur centre de l'extérieur vers l'intérieur
  • Remplissage de la cuve puis rétrolavage du module 2
  • Remplissage de la cuve puis rétrolavage du module 3

Bien entendu l'EV d'eau et la pompe de circulation UF sont arrêtés pendant le fonctionnement de la pompe rétrolavage . Malgré ce programme de rétrolavage, un lessivage des modules est nécessaire 2 fois/an avec 2 types de shampoings adaptés.

3. Désinfection de l'ultrafiltration sous chlore

La désinfection se déroule en 2 phases

1. Désinfection des modules
2. Désinfection de la cuve de stockage

a. Désinfection des modules

  • Remplissage de la cuve niveau haut
  • Rétrolavage des 3 modules en même temps à l'eau chlorée (5ppm) (eau ultrafiltrée de la cuve+aspiration d'eau de Javel par la pompe à chlore)
  • STASE SOUS CHLORE DE 30 MN

b. Désinfection de la cuve

  • Remplissage de la cuve à l'eau chlorée (5ppm) jusqu'au niveau maximum
  • Stase de la cuve sous chlore : 30 mn
La désinfection de l'UF se déroule tous les soirs et le volume d'eau de javel utilisé est d'environ 30 ml par désinfection

c. Rinçage de l'Ultrafiltration

  • Vidange totale de la cuve
  • Mise en production d'eau ultrafiltrée pour le rinçage des modules puis remplissage de la cuve jusqu'au niveau maximum
  • De nouveau vidange totale de la cuve puis reprise de la production d'eau ultrafiltrée. La durée du rinçage est d'environ 30 mn

4. CONCLUSION

Les principaux avantages de l'UF sont:

  • La stabilité de la qualité de l'eau produite
  • La protection des membranes d'osmose par rapport aux colloïdes
  • Le très faible volume d'eau mis à l'égout (1 m3/j pour rétrolavages et rinçages de l'UF)
  • Une maiuntenance et un coût d'exploitation réduits Ä Une logue durée de vie (5 ans à ce jour)

Journal de l'Association des Techniciens de Dialyse
Copyright ATD Infos - N°9 - Mars 2000