Ați observat vreodată un alunecos, tare - pentru a - strat de curățare în rezervoarele de apă de uz casnic, filtrele de robinet sau conductele de circulație industrială? Aceasta este ceea ce numim în mod obișnuitBiofilm. Nu este doar murdărie obișnuită -, ci este un ecosistem complex compus din bacterii, ciuperci, alge și alte microorganisme, împreună cu substanțele polimerice extracelulare secretate (EPS).
Mecanismul de compoziție și formare a biofilmului
Formarea biofilmului este un proces dinamic:
1.Atașament: Microorganisme în apă se atașează inițial de suprafața conductelor sau a echipamentelor.
2.Creștere și reproducere: Microorganismele atașate încep să se reproducă rapid și să secrete o substanță polimerică extracelulară vâscoasă (EPS).
3.Maturizare: EPS acționează ca „ciment”, care înconjoară strâns celulele microbiene și formând o structură robustă, multistrat. Această structură oferă o protecție perfectă pentru microorganismele din interior, permițându -le să reziste la eforturi externe de mediu.
4.Dispersie și detașare: Odată ce biofilmul se maturizează, unele microorganisme se detașează de film și re - intră în mediul înconjurător ca celule planctonice. Aceste celule detașate se pot răspândi pe noi suprafețe, inițind formarea de noi biofilme.
Ce echipamente industriale sau sisteme de apă sunt predispuse la formarea biofilmului?
Biofilmul este un strat lipicios compus din microorganisme și substanțele lor polimerice extracelulare secretate. Se poate forma pe aproape orice suprafață care intră în contact cu apa. Următoarele sunt tipurile de echipamente industriale și sisteme de apă care sunt deosebit de sensibile la formarea biofilmului:
Turnuri de răcire
Turnurile de răcire sunt printre cele mai frecvente și favorabile locuri pentru creșterea biofilmului. Acestea oferă condiții ideale pentru dezvoltarea sa:
· Nutrienți abundenți:Sistemele de apă de răcire captează praf, materie organică și spori de algă din aer, furnizând alimente pentru microorganisme.
· Temperatură optimă:Gama de temperatură a turnurilor de răcire este de obicei între 25 și 35 de grade, ceea ce este ideal pentru creșterea multor microorganisme.
· Flux continuu de apă:Deși apa circulă, zonele stagnante există în umpluturi, bazine și colțuri de țeavă, permițând biofilmului să se atașeze și să prospere.
Conducte și schimbătoare de căldură
În multe sisteme de apă industrială, conductele și schimbătoarele de căldură sunt mari - zone de risc pentru biofilm.
· Conducte:Mai ales în secțiuni cu zone cu flux lent sau moartă, biofilm se formează cu ușurință pe peretele interior, crescând rezistența la apă și promovând coroziunea.
· Schimbătoare de căldură:Odată ce biofilmul se formează pe suprafețele schimbătorului de căldură, reduce semnificativ eficiența transferului de căldură. Deoarece biofilmul are o conductivitate termică slabă, acționează ca o „pătură izolatoare” care împiedică transferul de căldură.
Sisteme de filtrare
Sistemele de filtrare, în special filtrele de nisip, filtrele de carbon activate și sistemele de filtrare a membranei, sunt foarte predispuse la contaminarea cu biofilm.
· Nisip și filtre de carbon activate:Suprafața mare a mediilor de filtrare adsorbe materiale organice, oferind puncte de atașare abundente și surse alimentare pentru microorganisme.
· Sisteme de filtrare a membranei (de exemplu, osmoză inversă și ultrafiltrare):Odată ce biofilmul se dezvoltă pe suprafața membranei, acesta blochează porii, ceea ce duce la redarea fluxului și la creșterea presiunii de funcționare, afectând sever performanța și durata de viață a sistemului.
De ce este atât de dificil de eliminat biofilm?
Adevărata provocare a biofilmului constă în structura sa unică. Stratul de protecție EPS groasă îngreunează pătrunderea disinfectanților chimici convenționali (cum ar fi clorul), împiedicând uciderea eficientă a microorganismelor din interior. Chiar dacă suprafața este curățată, microbii din interior pot supraviețui și se regretă rapid. Acesta este motivul pentru care spălarea fizică simplă sau dozarea chimică abordează adesea doar simptomele, nu cauza principală, iar problemele de biofilm tind să reapară.
Pericolele biofilmului
Biofilm nu afectează numai calitatea apei, dar poate provoca daune grave sistemelor de apă:
·Eficiență redusă: În schimbătoarele de căldură sau turnurile de răcire, biofilmul formează un strat izolant care scade semnificativ eficiența transferului de căldură.
·Coroziunea echipamentului: Microorganismele din biofilm produc substanțe acide, accelerând coroziunea conductelor și echipamentelor. Acest lucru este cunoscut caCoroziunea influențată microbiologic (MIC).
·Transmiterea bolii: Biofilmul poate servi ca teren de reproducere pentru microorganisme patogene, cum ar fiLegionella, care prezintă riscuri potențiale pentru sănătate.
Înțelegerea compoziției și a pericolelor biofilmului este primul pas către găsirea de soluții eficiente. Long - Suprimarea și îndepărtarea termenului necesită perturbarea fundamentală a condițiilor care permit să se formeze biofilm.
Abordarea problemelor de biofilm la sursa - puncte de atașare - folosind un inhibitor de scară
Știm că primul pas în formarea biofilmului esteatașament. Condițiile care favorizează atașarea microbiană includ:
· Suprafețe dure sau poroase: Microorganismele se atașează mai ușor la suprafețele inegale sau poroase, în timp ce suprafețele netede îngreunează atașarea.
· Proprietăți chimice: Hidrofilicitatea/hidrofobicitatea și încărcarea suprafeței pot afecta adsorbția inițială a microbilor.
·Prezența scării sau a depozitelor: Scala oferă sprijin și protecție pentru microorganisme, crescând probabilitatea formării biofilmului.
Având în vedere condițiile preferate de biofilme, suprafețele de țeavă aspră sau de produs cu depozite la scară oferă puncte de atașare inițiale pentru microorganisme, accelerând formarea biofilmului. Prin instalarea aInhibitor de scară fizică DPSELa sursa întregului - Sistemul de apă pentru casă, depunerea la scară în conducte poate fi suprimată, menținând pereții conductei relativ netede și reducând oportunitățile de atașare microbiană.
În plus, jetoanele din inhibitorul scării DPSE generează o reacție slabă a electrodului în timpul funcționării, eliberând microcurente. Câmpul electric rezultat din conductă poate influența încărcarea de suprafață a microorganismelor, interferând parțial cu atașamentul lor inițial. Cu toate acestea, acest efect servește în principal la prevenirea creării unui mediu favorabil pentru creșterea biofilmului, întârzierea semnificativă a formării biofilmului și împiedicarea dezvoltării acestuia într -un strat mare, matur. Nu poate opri complet formarea biofilmului.
Când biofilmul se luptă să stabilească puncte de atașare -, dezinfectarea apei UV intră în vigoare
Formarea biofilmului se bazează pe atașarea inițială a microorganismelor la suprafețele conductelor și echipamentelor. Odată ce aceste puncte de atașare sunt perturbate sau absente, microorganismele consideră că este dificil să crească stabil, iar înființarea și maturizarea biofilmului sunt întârziate semnificativ.
Prin formarea unui strat chelat neted pe peretele conductei, un inhibitor de scară poate acoperi în mod eficient punctele de atașare potențiale, ceea ce face dificilă pentru microorganisme să găsească un punct de vedere. Nucleul biofilmului este substanțele polimerice extracelulare (EPS) secretate de microorganisme, care formează un strat de gel gros -. Acest strat EPS poate absorbi sau împrăștia lumina ultravioletă, reducând intensitatea UV care atinge celulele microbiene. Cu toate acestea, atunci când biofilmul nu este în măsură să stabilească, majoritatea bacteriilor din apă rămân într -o stare planctonică. În această etapă, un sistem de dezinfectare a apei UV poate ucide direct microorganisme în apă, reducând reproducerea lor la sursă. Cele două lucrează sinergic pentru a crea un mecanism de protecție dual -.
Protecție dublă: Spuneți la revedere la problemele de biofilm
În rezumat, metodele tradiționale de tratament unice sunt adesea ineficiente, deoarece nu reușesc să abordeze cele două probleme de bază ale formării biofilmului: puncte de atașare și surse microbiene. Combinarea unui inhibitor de scară cu un sistem de dezinfectare a apei UV oferă o soluție perfect complementară.
