Pernahkah Anda melihat - yang licin, keras ke - lapisan bersih di dalam tangki air rumah tangga Anda, filter faucet, atau pipa sirkulasi industri? Inilah yang biasa kita sebutBiofilm. Bukan hanya tanah biasa - ini adalah ekosistem yang kompleks yang terdiri dari bakteri, jamur, ganggang, dan mikroorganisme lainnya, bersama dengan zat polimer ekstraseluler yang disekresikan (EPS).
Mekanisme komposisi dan pembentukan biofilm
Pembentukan biofilm adalah proses yang dinamis:
1.Lampiran: Mikroorganisme di dalam air awalnya menempel pada permukaan pipa atau peralatan.
2.Pertumbuhan dan Reproduksi: Mikroorganisme yang terpasang mulai mereproduksi dengan cepat dan mengeluarkan zat polimer ekstraseluler kental (EPS).
3.Pematangan: EPS bertindak seperti "semen," dengan erat menutup sel mikroba dan membentuk struktur yang kuat dan berlapis -lapis. Struktur ini memberikan perlindungan sempurna untuk mikroorganisme di dalamnya, memungkinkan mereka untuk menahan tekanan lingkungan eksternal.
4.Dispersi dan detasemen: Setelah biofilm matang, beberapa mikroorganisme terlepas dari film dan re - memasuki lingkungan sekitarnya sebagai sel planktonik. Sel -sel terpisah ini dapat menyebar ke permukaan baru, memulai pembentukan biofilm baru.
Peralatan industri atau sistem air mana yang rentan terhadap pembentukan biofilm?
Biofilm adalah lapisan lengket yang terdiri dari mikroorganisme dan zat polimer ekstraseluler yang disekresikan. Ini dapat terbentuk di hampir semua permukaan yang bersentuhan dengan air. Berikut ini adalah jenis peralatan industri dan sistem air yang sangat rentan terhadap pembentukan biofilm:
Menara pendingin
Menara pendingin adalah salah satu tempat yang paling umum dan menguntungkan untuk pertumbuhan biofilm. Mereka memberikan kondisi ideal untuk pengembangannya:
· Nutrisi berlimpah:Sistem air pendingin menangkap debu, bahan organik, dan spora alga dari udara, memasok makanan untuk mikroorganisme.
· Suhu optimal:Kisaran suhu menara pendingin biasanya antara 25 derajat dan 35 derajat, yang sangat ideal untuk pertumbuhan banyak mikroorganisme.
· Aliran air kontinu:Meskipun air beredar, area stagnan ada di pengisi, cekungan, dan sudut pipa, memungkinkan biofilm untuk menempel dan berkembang.
Saluran pipa dan penukar panas
Dalam banyak sistem air industri, pipa dan penukar panas tinggi - zona risiko untuk biofilm.
· Pipa:Terutama di bagian dengan aliran lambat atau zona mati, biofilm dengan mudah terbentuk di dinding bagian dalam, meningkatkan ketahanan air dan mempromosikan korosi.
· Penukar panas:Setelah biofilm terbentuk pada permukaan penukar panas, secara signifikan mengurangi efisiensi perpindahan panas. Karena biofilm memiliki konduktivitas termal yang buruk, ia bertindak seperti "selimut isolasi" yang menghambat perpindahan panas.
Sistem Filtrasi
Sistem filtrasi, terutama filter pasir, filter karbon aktif, dan sistem filtrasi membran, sangat rentan terhadap kontaminasi biofilm.
· Sand dan filter karbon aktif:Luas permukaan yang besar dari media filter menyarankan bahan organik, memberikan titik lampiran yang berlimpah dan sumber makanan untuk mikroorganisme.
· Sistem filtrasi membran (misalnya, osmosis terbalik dan ultrafiltrasi):Setelah biofilm berkembang pada permukaan membran, ia menyumbat pori -pori, yang menyebabkan berkurangnya fluks dan meningkatkan tekanan operasi, sangat memengaruhi kinerja dan masa pakai sistem.
Mengapa biofilm begitu sulit untuk dihapus?
Tantangan nyata biofilm terletak pada strukturnya yang unik. Lapisan pelindung EPS tebal menyulitkan desinfektan kimia konvensional (seperti klorin) untuk menembus, mencegah pembunuhan mikroorganisme yang efektif di dalamnya. Bahkan jika permukaan dibersihkan, mikroba di dalam dapat bertahan dan tumbuh kembali dengan cepat. Inilah sebabnya mengapa scrubbing fisik sederhana atau dosis kimia sering kali hanya mengatasi gejala, bukan akar penyebab, dan masalah biofilm cenderung berulang.
Bahaya biofilm
Biofilm tidak hanya mempengaruhi kualitas air tetapi juga dapat menyebabkan kerusakan serius pada sistem air:
·Mengurangi efisiensi: Dalam penukar panas atau menara pendingin, biofilm membentuk lapisan isolasi yang secara signifikan menurunkan efisiensi perpindahan panas.
·Korosi peralatan: Mikroorganisme dalam biofilm menghasilkan zat asam, mempercepat korosi pipa dan peralatan. Ini dikenal sebagaiKorosi yang dipengaruhi secara mikrobiologis (MIC).
·Penularan penyakit: Biofilm dapat berfungsi sebagai tempat berkembang biak untuk mikroorganisme patogen, sepertiLegionella, menimbulkan risiko kesehatan yang potensial.
Memahami komposisi dan bahaya biofilm adalah langkah pertama menuju menemukan solusi yang efektif. Long - Istilah penindasan dan penghapusan membutuhkan secara mendasar mengganggu kondisi yang memungkinkan biofilm terbentuk.
Mengatasi masalah biofilm di sumber - titik lampiran - menggunakan inhibitor skala
Kita tahu bahwa langkah pertama dalam pembentukan biofilm adalahlampiran. Kondisi yang mendukung lampiran mikroba meliputi:
· Permukaan kasar atau keropos: Mikroorganisme menempel lebih mudah ke permukaan yang tidak rata atau berpori, sementara permukaan yang halus membuat perlekatan lebih sulit.
· Sifat kimia: Hidrofilisitas/hidrofobisitas dan muatan permukaan dapat mempengaruhi adsorpsi awal mikroba.
·Adanya skala atau deposit: Skala memberikan dukungan dan perlindungan untuk mikroorganisme, meningkatkan kemungkinan pembentukan biofilm.
Mempertimbangkan kondisi yang disukai oleh biofilm, pipa kasar atau permukaan produk dengan endapan skala memberikan titik lampiran awal untuk mikroorganisme, mempercepat pembentukan biofilm. Dengan menginstal aInhibitor skala fisik DPSEPada sumber keseluruhan - sistem air rumah, deposisi skala dalam pipa dapat ditekan, menjaga dinding pipa relatif halus dan mengurangi peluang untuk lampiran mikroba.
Selain itu, chip dalam inhibitor skala DPSE menghasilkan reaksi elektroda yang lemah selama operasi, melepaskan microcurrents. Medan listrik yang dihasilkan dalam pipa dapat mempengaruhi muatan permukaan mikroorganisme, sebagian mengganggu perlekatan awal mereka. Namun, efek ini terutama berfungsi untuk mencegah penciptaan lingkungan yang menguntungkan untuk pertumbuhan biofilm, secara signifikan menunda pembentukan biofilm dan mencegahnya berkembang menjadi lapisan yang besar dan matang. Itu tidak dapat sepenuhnya menghentikan pembentukan biofilm.
Saat biofilm berjuang untuk menetapkan titik lampiran - desinfeksi air UV mulai berlaku
Formasi biofilm bergantung pada perlekatan awal mikroorganisme pada permukaan pipa dan peralatan. Setelah titik -titik keterikatan ini terganggu atau tidak ada, mikroorganisme merasa sulit untuk tumbuh secara stabil, dan pembentukan dan pematangan biofilm secara signifikan tertunda.
Dengan membentuk lapisan kerelasi yang halus di dinding pipa, inhibitor skala dapat secara efektif menutupi titik lampiran potensial, sehingga sulit bagi mikroorganisme untuk menemukan pijakan. Inti dari biofilm adalah zat polimer ekstraseluler (EPS) yang dikeluarkan oleh mikroorganisme, yang membentuk gel tebal - seperti lapisan. Lapisan EPS ini dapat menyerap atau menyebarkan cahaya ultraviolet, mengurangi intensitas UV mencapai sel mikroba. Namun, ketika biofilm tidak dapat menetapkan, sebagian besar bakteri di dalam air tetap dalam keadaan planktonik. Pada tahap ini, sistem desinfeksi air UV dapat secara langsung membunuh mikroorganisme di dalam air, memotong reproduksi mereka di sumbernya. Keduanya bekerja secara sinergis untuk membuat mekanisme perlindungan dual -.
Perlindungan ganda: ucapkan selamat tinggal pada masalah biofilm
Singkatnya, metode pengobatan tunggal tradisional sering tidak efektif karena gagal mengatasi dua masalah inti pembentukan biofilm: titik lampiran dan sumber mikroba. Menggabungkan inhibitor skala dengan sistem desinfeksi air UV memberikan solusi pelengkap yang sempurna.
