نظام الإجراء المزدوج -

هل سبق لك أن لاحظت وجود طبقة نظيفة - إلى - داخل خزانات المياه المنزلية أو مرشحات الحنفية أو أنابيب الدورة الدموية الصناعية؟ هذا ما نسميه عادةالأغشية الحيوية. إنه ليس فقط الأوساخ العادية - إنه نظام بيئي معقد يتكون من البكتيريا والفطريات والطحالب والكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، إلى جانب المواد البوليمرية خارج الخلية المفرزة (EPS).

آلية التكوين والتكوين من الأغشية الحيوية

تشكيل الأغشية الحيوية هو عملية ديناميكية:

1.مرفق: الكائنات الحية الدقيقة في الماء تعلق في البداية على سطح الأنابيب أو المعدات.

2.النمو والتكاثر: تبدأ الكائنات الحية الدقيقة المرفقة في التكاثر بسرعة وإفراز مادة البوليمرية خارج الخلية اللزجة (EPS).

3.إنضاج: يتصرف EPS مثل "الأسمنت" ، وهو يرفق بإحكام الخلايا الميكروبية ويشكل بنية قوية متعددة الطبقات. يوفر هذا الهيكل حماية مثالية للكائنات الحية الدقيقة في الداخل ، مما يسمح لهم بمقاومة الضغوط البيئية الخارجية.

4.التشتت والفصل: بمجرد نضوج الأغشية الحيوية ، تنفصل بعض الكائنات الحية الدقيقة عن الفيلم وإعادة - أدخل البيئة المحيطة كخلايا عوالقة. يمكن أن تنتشر هذه الخلايا المنفصلة إلى أسطح جديدة ، مع بدء تكوين الأغشية الحيوية الجديدة.

ما هي المعدات الصناعية أو أنظمة المياه المعرضة لتشكيل الأغشية الحيوية؟

Biofilm هي طبقة لزجة مكونة من الكائنات الحية الدقيقة والمواد البوليمرية خارج الخلية المفردات. يمكن أن تتشكل على أي سطح تقريبًا يتلامس مع الماء. فيما يلي أنواع المعدات الصناعية وأنظمة المياه التي تتميز بشكل خاص بتكوين الأغشية الحيوية:

أبراج التبريد

تُعد أبراج التبريد من بين أكثر الأماكن شيوعًا وتوبياً لنمو الأغشية الحيوية. أنها توفر الظروف المثالية لتطويرها:

· العناصر الغذائية الوفيرة:تلتقط أنظمة مياه التبريد من الغبار ، والمواد العضوية ، وجراثيم الطحالب من الهواء ، وتزود الطعام للكائنات الحية الدقيقة.

· درجة الحرارة المثلى:عادة ما يتراوح نطاق درجة حرارة أبراج التبريد بين 25 درجة و 35 درجة ، وهو مثالي لنمو العديد من الكائنات الحية الدقيقة.

· تدفق المياه المستمر:على الرغم من أن المياه متداولة ، إلا أن المناطق الراكدة موجودة في الحشو والأحواض وزوايا الأنابيب ، مما يسمح للبيوفيلم بالتوصيل والازدهار.

خطوط الأنابيب والمبادلات الحرارية

في العديد من أنظمة المياه الصناعية ، تكون خطوط الأنابيب والمبادلات الحرارية عالية - مناطق المخاطر للوقود الحيوي.

· خطوط الأنابيب:لا سيما في الأقسام ذات التدفق البطيء أو المناطق الميتة ، يتشكل الأغشية الحيوية بسهولة على الجدار الداخلي ، مما يزيد من مقاومة الماء وتعزيز التآكل.

· مبادلات حرارية:بمجرد أن تتشكل الأغشية الحيوية على أسطح المبادل الحراري ، فإنه يقلل بشكل كبير من كفاءة نقل الحرارة. نظرًا لأن Biofilm تتمتع بالتوصيل الحراري الضعيف ، فإنه يعمل مثل "بطانية عازلة" تعيق نقل الحرارة.

أنظمة الترشيح

أنظمة الترشيح ، وخاصة مرشحات الرمال ، ومرشحات الكربون المنشطة ، وأنظمة ترشيح الغشاء ، تعرض بشكل كبير تلوث الأغشية الحيوية.

· الرمال والمرشحات الكربونية المنشطة:المساحة السطحية الكبيرة للمرشح لوسائل الإعلام تمتص المواد العضوية ، مما يوفر نقاط ربط وفيرة ومصادر طعام للكائنات الحية الدقيقة.

· أنظمة ترشيح الغشاء (على سبيل المثال ، التناضح العكسي والترشيح الفائق):بمجرد أن يتطور Biofilm على سطح الغشاء ، فإنه يسد المسام ، مما يؤدي إلى انخفاض التدفق وزيادة ضغط التشغيل ، مما يؤثر بشدة على أداء النظام وعمره.

لماذا يصعب إزالته على البيوفيلم؟

يكمن التحدي الحقيقي للبيوفيلم في هيكله الفريد. الطبقة الوقائية السميكة EPS تجعل من الصعب على المطهرات الكيميائية التقليدية (مثل الكلور) اختراق ، ومنع القتل الفعال للكائنات الحية الدقيقة في الداخل. حتى لو تم تنظيف السطح ، فإن الميكروبات داخل قد تنجو وتنمو بسرعة. هذا هو السبب في غالبًا ما يعالج الغسل البدني البسيط أو الجرعات الكيميائية الأعراض ، وليس السبب الجذري ، وتميل مشاكل الأغشية الحيوية إلى التكرار.

مخاطر الأغشية الحيوية

لا يؤثر Biofilm على جودة المياه فحسب ، بل يمكن أن يتسبب أيضًا في أضرار جسيمة لأنظمة المياه:

·انخفاض الكفاءة: في المبادلات الحرارية أو أبراج التبريد ، تشكل الأغشية الحيوية طبقة عازلة تقلل بشكل كبير من كفاءة نقل الحرارة.

·تآكل المعدات: الكائنات الحية الدقيقة داخل الأغشية الحيوية تنتج مواد حمضية ، وتسريع تآكل الأنابيب والمعدات. هذا هو المعروف باسميتأثر الميكروبيولوجيا بالتآكل (MIC).

·انتقال المرض: يمكن أن يكون Biofilm بمثابة أرض تكاثر للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض ، مثلالفيلق، وضع مخاطر صحية محتملة.

إن فهم تكوين ومخاطر الأغشية الحيوية هو الخطوة الأولى نحو إيجاد حلول فعالة. يتطلب القمع والإزالة الطويل - تعطل الشروط التي تسمح للبيوفيلم بتشكيلها.

معالجة مشكلات BioFilm في Source - نقاط مرفق - باستخدام مثبط المقياس

نعلم أن الخطوة الأولى في تشكيل الأغشية الحيوية هيمرفق. تشمل الشروط التي تفضل المرفق الميكروبي:

· أسطح خشنة أو مسامية: الكائنات الحية الدقيقة تعلق بسهولة أكبر على الأسطح غير المتكافئة أو المسامية ، في حين أن الأسطح الملساء تجعل التعلق أكثر صعوبة.

· الخصائص الكيميائية.

·وجود الحجم أو الودائع: يوفر المقياس الدعم والحماية للكائنات الحية الدقيقة ، مما يزيد من احتمال تكوين الأغشية الحيوية.

بالنظر إلى الظروف التي تفضلها الأغشية الحيوية أو الأسطح الخشنة أو المنتجات مع رواسب المقياس توفر نقاط ربط أولية للكائنات الحية الدقيقة ، وتسريع تكوين الأغشية الحيوية. عن طريق تثبيت أمثبط المقياس المادي DPSEفي مصدر نظام المياه المنزلي - ، يمكن قمع ترسب المقياس في الأنابيب ، مع الحفاظ على جدران الأنابيب سلسة نسبيًا وتقلص الفرص للمرفق الميكروبي.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الرقائق في مثبط مقياس DPSE تولد تفاعلًا ضعيفًا للقطب أثناء التشغيل ، وإطلاق النخاع الدقيق. قد يؤثر المجال الكهربائي الناتج في الأنبوب على الشحنة السطحية للكائنات الحية الدقيقة ، ويتداخل جزئيًا مع ارتباطها الأولي. ومع ذلك ، فإن هذا التأثير يعمل بشكل أساسي على منع إنشاء بيئة مواتية لنمو الأغشية الحيوية ، مما يؤدي إلى تأخير تكوين الأغشية الحيوية بشكل ملحوظ ومنعه من التطور إلى طبقة كبيرة ناضجة. لا يمكن أن يتوقف تمامًا عن تكوين الأغشية الحيوية.

عندما تكافح BioFilm لإنشاء نقاط التعلق - ، فإن تطهير المياه UV

يعتمد تكوين الأغشية الحيوية على الارتباط الأولي للكائنات الحية الدقيقة على أسطح الأنابيب والمعدات. بمجرد تعطيل نقاط التعلق هذه أو الغياب ، تجد الكائنات الحية الدقيقة صعوبة في النمو بشكل ثابت ، وتأخر إنشاء ونضج الأغشية الحيوية بشكل كبير.

من خلال تكوين طبقة مخبأة ناعمة على جدار الأنابيب ، يمكن لمثبط المقياس أن يغطي بشكل فعال نقاط التعلق المحتملة ، مما يجعل من الصعب على الكائنات الحية الدقيقة العثور على موطئ قدم. جوهر الأغشية الحيوية هو المواد البوليمرية خارج الخلية (EPS) التي تفرزها الكائنات الحية الدقيقة ، والتي تشكل هلام سميك - مثل الطبقة. يمكن أن تمتص طبقة EPS هذه أو مبعثرة ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، مما يقلل من شدة الوصول إلى الخلايا الميكروبية. ومع ذلك ، عندما لا يستطيع الحيوي إنشاء ، تبقى معظم البكتيريا في الماء في حالة العوالق. في هذه المرحلة ، يمكن أن يقتل نظام تطهير المياه الأشعة فوق البنفسجية الكائنات الحية الدقيقة في الماء مباشرة ، مما يقطع تكاثرها في المصدر. يعملان بشكل تآزري لإنشاء آلية حماية مزدوجة -.

الحماية المزدوجة: قل وداعًا لمشاكل الأغشية الحيوية

باختصار ، غالبًا ما تكون طرق المعالجة الفردية التقليدية غير فعالة لأنها تفشل في معالجة المسألين الأساسيين لتشكيل الأغشية الحيوية: نقاط التعلق ومصادر الميكروبات. يوفر الجمع بين مثبط المقياس مع نظام تطهير المياه الأشعة فوق البنفسجية حلاً تكميليًا تمامًا.