Észrevettél-e valaha egy csúszós, nehezen tisztítható réteget a háztartási víztartályokban, csaptelepes szűrőkben vagy ipari keringési csövekben? Ezt hívjuk általábanbiofilm- Ez nem csak a szokásos szennyeződés, hanem egy komplex ökoszisztéma, amely baktériumokból, gombákból, algákból és más mikroorganizmusokból áll, valamint a szekretált extracelluláris polimer anyagok (EPS) mellett.
A biofilm összetétele és kialakulási mechanizmusa
A biofilm kialakulása dinamikus folyamat:
1.Ragasztás: A vízben lévő mikroorganizmusok kezdetben a csövek vagy berendezések felületéhez kapcsolódnak.
2.Növekedés és szaporodás: A csatolt mikroorganizmusok gyorsan szaporodni kezdenek és viszkózus extracelluláris polimer anyagot (EPS) választanak ki.
3.Érés: Az EPS úgy működik, mint a "cement", szorosan zárva a mikrobiális sejteket és robusztus, többrétegű szerkezetet képez. Ez a struktúra tökéletes védelmet nyújt a belső mikroorganizmusok számára, lehetővé téve számukra, hogy ellenálljanak a külső környezeti feszültségeknek.
4.Szétszóródás és leválás: Miután a biofilm érlelődik, néhány mikroorganizmus levál a filmből, és plankton sejtekként lépnek be a környező környezetbe. Ezek az elválasztott sejtek új felületekre terjedhetnek, új biofilmek kialakulását kezdeményezve.
Mely ipari berendezések vagy vízrendszerek hajlamosak a biofilm képződésére?
A biofilm egy ragacsos réteg, amely mikroorganizmusokból és szekretált extracelluláris polimer anyagokból áll. Szinte bármilyen felületen kialakulhat, amely érintkezésbe kerül a vízzel. Az alábbiakban bemutatjuk az ipari berendezéseket és a vízrendszereket, amelyek különösen érzékenyek a biofilm képződésére:
Hűtőtornyok
A hűtőtornyok a biofilm növekedésének leggyakoribb és legkedvezőbb helyei. Ideális feltételeket biztosítanak annak fejlesztéséhez:
· Bőséges tápanyagok:A hűtővízrendszerek elfogják a port, a szerves anyagokat és az alga -spórákat a levegőből, a mikroorganizmusok számára.
· Optimális hőmérséklet:A hűtőtornyok hőmérsékleti tartománya általában 25 és 35 fok között van, ami ideális sok mikroorganizmus növekedéséhez.
· Folyamatos vízáramlás:Noha a víz keringő, stagnáló területek léteznek töltőanyagokban, medencékben és cső sarkokban, lehetővé téve a biofilm rögzítését és fejlődését.
Csővezetékek és hőcserélők
Számos ipari vízrendszerben a csővezetékek és a hőcserélők magas kockázatú zónák a biofilm számára.
· Vezetékek:Különösen a lassú áramlási vagy holt zónákkal rendelkező szakaszokban a biofilm könnyen kialakul a belső falon, növelve a vízállóságot és elősegíti a korrózió elősegítését.
· Hőcserélők:Miután a biofilm a hőcserélő felületein kialakul, ez jelentősen csökkenti a hőátadási hatékonyságot. Mivel a biofilmnek rossz a hővezető képessége, úgy viselkedik, mint egy "szigetelő takaró", amely akadályozza a hőátadást.
Szűrőrendszer
A szűrőrendszerek, különösen a homokszűrők, az aktivált szénszűrők és a membránszűrő rendszerek, nagyon hajlamosak a biofilm -szennyeződésre.
· Homok és aktivált szénszűrők:A szűrő táptalaj nagy felülete adszorbeálja a szerves anyagokat, és bőséges rögzítési pontokat és élelmiszer -forrásokat biztosít a mikroorganizmusokhoz.
· Membránszűrő rendszerek (pl. Fordított ozmózis és ultraszűrés):Amint a biofilm kialakul a membrán felületén, eltömíti a pórusokat, ami csökkentett fluxust és megnövekedett működési nyomást eredményez, súlyosan befolyásolva a rendszer teljesítményét és élettartamát.
Miért olyan nehéz eltávolítani a biofilmet?
A biofilm valódi kihívása az egyedi szerkezetében rejlik. A vastag EPS védőréteg megnehezíti a hagyományos kémiai fertőtlenítőszerek (például a klór) behatolását, megakadályozva a mikroorganizmusok hatékony megölését. Még akkor is, ha a felületet megtisztítják, a mikrobák túlélhetnek és gyorsan megújulhatnak. Ez az oka annak, hogy az egyszerű fizikai súrolás vagy a kémiai adagolás gyakran csak a tünetekkel foglalkozik, nem pedig a kiváltó okkal, és a biofilm problémák általában megismétlődnek.
A biofilm veszélyei
A biofilm nemcsak a vízminőséget érinti, hanem a vízrendszerek súlyos károkat is okozhat:
·Csökkentett hatékonyság: Hőcserélőkben vagy hűtőtornyokban a biofilm olyan szigetelő réteget képez, amely jelentősen csökkenti a hőátadási hatékonyságot.
·Felszerelés korróziója: A biofilmen belüli mikroorganizmusok savas anyagokat termelnek, felgyorsítva a csövek és a berendezések korrózióját. Ezt az néven ismertékMikrobiológiailag befolyásolt korrózió (MIC).
·Betegségtermelés: A biofilm tenyésztőhelyként szolgálhat a patogén mikroorganizmusokhoz, példáulLegionella, potenciális egészségügyi kockázatok jelentése.
A biofilm összetételének és veszélyeinek megértése az első lépés a hatékony megoldások megtalálása felé. A hosszú távú elnyomás és az eltávolítás alapvetően megzavarja azokat a feltételeket, amelyek lehetővé teszik a biofilm kialakulását.
A biofilm-problémák kezelése a forrás-rögzítési pontoknál, a skála-gátló felhasználásával
Tudjuk, hogy a biofilm kialakulásának első lépése azragasztás- A mikrobiális kötődést támogató feltételek a következők:
· Durva vagy porózus felületek: A mikroorganizmusok könnyebben kötődnek az egyenetlen vagy porózus felületekhez, míg a sima felületek megnehezítik a kötődést.
· Kémiai tulajdonságok: A felület hidrofilitása/hidrofób képessége és töltése befolyásolhatja a mikrobák kezdeti adszorpcióját.
·Mérleg vagy betétek jelenléte: A skála támogatja és védelmet nyújt a mikroorganizmusok számára, növelve a biofilm kialakulásának valószínűségét.
Figyelembe véve a biofilmek által előnyben részesített körülményeket, a durva cső vagy a méretarányos lerakódásokkal rendelkező termékfelületek kezdeti rögzítési pontokat biztosítanak a mikroorganizmusok számára, felgyorsítva a biofilm képződését. Telepítésével aDPSE fizikai skála -gátlóAz egész ház vízrendszerének forrásánál a csövekben a méretarányos lerakódás elnyomható, miközben a csőfalak viszonylag simaak és csökkentik a mikrobiális rögzítés lehetőségeit.
Ezenkívül a DPSE skála -inhibitor chipjei gyenge elektród reakciót generálnak működés közben, felszabadítva a mikrokáramokat. A csőben kapott elektromos mező befolyásolhatja a mikroorganizmusok felszíni töltését, részben zavarva a kezdeti rögzítést. Ez a hatás azonban elsősorban annak megakadályozására szolgál, hogy kedvező környezetet teremtsenek a biofilm növekedéséhez, jelentősen késlelteti a biofilm képződését és megakadályozva azt, hogy egy nagy, érett réteggé alakuljon. Nem tudja teljesen megállítani a biofilm képződését.
Amikor a biofilm küzd a kötődési pontok megállapításáért-az UV vízfertőtlenítés hatályba lép
A biofilm képződése a mikroorganizmusok kezdeti rögzítésére támaszkodik a csövek és a berendezések felületéhez. Miután ezeket a ragaszkodási pontokat megszakították vagy hiányoznak, a mikroorganizmusok nehezen tudnak stabilan növekedni, és a biofilm létrehozása és érése jelentősen késik.
A csőfalon sima kelátréteg kialakításával egy skála -gátló hatékonyan lefedi a potenciális rögzítési pontokat, megnehezítve a mikroorganizmusok számára a lábát. A biofilm magja az extracelluláris polimer anyagok (EPS), amelyet a mikroorganizmusok választanak ki, amelyek vastag gélszerű réteget képeznek. Ez az EPS réteg képes felszívni vagy szétszórni az ultraibolya fényt, csökkentve az UV intenzitását, amely eléri a mikrobiális sejteket. Ha azonban a biofilm nem képes megállapítani, a vízben a legtöbb baktérium planktonikus állapotban marad. Ebben a szakaszban az UV -vízfertőtlenítő rendszer közvetlenül elpusztíthatja a vízben lévő mikroorganizmusokat, levágva azok szaporodását a forrásnál. A kettő szinergetikusan dolgozik egy kettős védelmi mechanizmus létrehozása érdekében.
Kettős védelem: Búcsúzzon a biofilm problémáiról
Összefoglalva: a hagyományos egy kezelési módszerek gyakran hatástalanok, mivel nem kezelik a biofilm képződésének két alapvető kérdését: rögzítési pontok és mikrobiális források. A skála -inhibitor és az UV -vízfertőtlenítő rendszer és az UV -fertőtlenítő rendszer kombinálása tökéletesen kiegészítő megoldást kínál.
