Биофилмите са сложни общности от микроорганизми, които се придържат към повърхностите и са затворени в самостоятелно произведено извънклетъчно полимерно вещество (EPS). Във водните системи биофилмите могат да причинят множество проблеми, включително намалена ефективност на пренос на топлина, повишена скорост на корозия и разпространение на болести, пренасяни с вода. Ефективният хлор се превърна в мощен инструмент за предотвратяване на образуването на биофилми във водните системи и като доставчик на ефективни хлорни продукти, аз съм добре дошъл в неговите механизми и ползи.
Разбиране на образуването на биофилми във водните системи
Преди да се задълбочим как ефективният хлор предотвратява образуването на биофилм, е от съществено значение да се разбере процесът на образуване на биофилм. Развитието на биофилма обикновено се случва на четири етапа: първоначално прикрепване, необратимо закрепване, съзряване и разпръскване.
В началния етап на закрепване, свободно - плаващи микроорганизми, като бактерии, водорасли и гъбички, влизат в контакт с повърхност във водната система. Тези микроорганизми са привлечени от повърхността чрез слаби физически сили, като сили на ван дер Ваал и електростатични взаимодействия. След като бъдат прикрепени, микроорганизмите започват да произвеждат EPS, което им помага да се придържат по -здраво към повърхността, което води до необратимия етап на закрепване.
По време на етапа на съзряване, структурата на биофилма става по -сложна. Микроорганизмите в биофилма растат и разделят, образувайки тримесечна структура с канали и пори, които позволяват транспортирането на хранителни вещества, кислород и отпадъчни продукти. EPS матрицата осигурява защита на микроорганизмите, което ги прави по -устойчиви на екологични натоварвания, включително химически дезинфектанти.
В етапа на разпръскване някои от микроорганизмите се отделят от биофилма и се отделят в заобикалящата вода. Тези отделени микроорганизми след това могат да колонизират други повърхности във водната система, което води до разпространението на биофилма.
Механизми на ефективен хлор за предотвратяване на образуване на биофилм
Ефективният хлор, който включва свободен хлор (хипохлорна киселина, HOCL и хипохлорит йон, Ocl⁻) и комбиниран хлор, действа чрез няколко механизма за предотвратяване на образуването на биофилм.
Окислително увреждане на микроорганизмите
Един от основните начини ефективният хлор предотвратява образуването на биофилм е чрез причиняване на оксидативно увреждане на микроорганизмите. Хипохлорната киселина (HOCL) е мощен окислителен агент, който може да проникне в клетъчните стени и мембраните на микроорганизмите. Веднъж вътре в клетката, HOCL реагира с различни клетъчни компоненти, като протеини, нуклеинови киселини и липиди.
Той може да окислява сярата, съдържаща аминокиселини в протеини, което води до денатурация на протеини и загуба на функция. При нуклеинови киселини HOCL може да причини увреждане на ДНК и РНК, пречи на способността на микроорганизмите да репликират и синтезират протеини. Окисляването на липидите в клетъчната мембрана може да наруши целостта на мембраната, което води до изтичане на клетъчното съдържание и клетъчната смърт.
Прекъсване на производството на EPS
Извънклетъчното полимерно вещество (EPS) е от решаващо значение за образуването и стабилността на биофилма. Ефективният хлор може да наруши производството на EPS от микроорганизми. Хлорът може да реагира с ензимите, участващи в синтеза на EPS, инхибирайки тяхната активност. Това намалява количеството на произведените EPS, което прави по -трудно микроорганизмите да се придържат към повърхностите и да образуват стабилен биофилм.
Превенция на първоначалната привързаност
Ефективният хлор може също да предотврати първоначалното прикрепване на микроорганизмите към повърхностите. Хлорът може да променя повърхностните свойства на компонентите на водната система, което ги прави по -малко привлекателни за микроорганизмите. Например, хлорът може да окислява органичната материя на повърхността, премахвайки местата, където могат да се прикрепят микроорганизми. Освен това, оксидативният стрес, причинен от хлора, може да направи околната среда по -малко благоприятна за оцеляването на свободно плаващи микроорганизми, намалявайки броя на микроорганизмите, които се прикрепят към повърхността.
Видове ефективен хлор и техните приложения във водните системи
Има различни форми на ефективен хлор, всяка със собствени предимства и приложения във водните системи.
Безплатен хлор
Свободният хлор, състоящ се от хипохлорна киселина (HOCL) и хипохлорит йон (OCL⁻), е най -често използваната форма на ефективен хлор за профилактика на биофилма. Делът на HOCL и OCL⁻ зависи от pH на водата. Хипохлорната киселина е по -ефективен дезинфектант от хипохлоритния йон, тъй като това е неутрална молекула, която може по -лесно да проникне в клетъчните стени на микроорганизмите.
Във водните системи с рН между 6,5 и 7,5, по -голямата част от свободния хлор съществува като HOCL, осигурявайки оптимална дезинфекция и предотвратяване на биофилми. Безплатен хлор може да се добави към водните системи под формата на хлорен газ, разтвор на натриев хипохлорит или калциев хипохлорит.
Комбиниран хлор
Комбинираният хлор се образува, когато свободният хлор реагира с амоняк или органични азотни съединения във водата. Докато комбинираният хлор е по -малко ефективен като дезинфектант, отколкото свободният хлор, той все още има някакъв биофилм - предотвратяване на свойства. Комбинираният хлор може бавно да освободи свободен хлор с течение на времето, осигурявайки дългосрочен остатъчен ефект във водната система.
Ролята на електро - хлорирационните системи за производство на ефективен хлор
Електро -хлориращите системи са ефикасен начин за производство на ефективен хлор на - място. Има два основни типа електро -хлориране:Електро хлориране на солена водаиСистема за електро хлориране на морска вода.
Електро хлориране на солена вода
Електро -хлориращата система със солена вода използва солен разтвор (обикновено натриев хлорид) като суровина. Когато през солевия разтвор се преминава електрически ток, хлорът се получава чрез процеса на електролиза. Системата се състои от електролитна клетка, захранване и система за управление.
Основното предимство на системата за електро -хлориране на солена вода е, че тя осигурява непрекъснато и търсене на търсене на ефективен хлор. Това също е разходи - ефективно решение, тъй като солта е сравнително евтина суровина. Освен това системата елиминира нуждата от съхранение и обработка на опасни хлорни химикали.
Система за електро хлориране на морска вода
Електро -хлорираща система от морска вода използва морската вода като суровина. Морската вода съдържа значително количество натриев хлорид, което може да бъде електролизирано за производство на хлор. Подобно на системата за електро -хлориране на солена вода, електросистемата за хлориране на морска вода се състои от електролитна клетка, захранване и система за управление.
Електро -хлориращите системи за морска вода са особено полезни в крайбрежните райони и морските приложения, като инсталации за обезсоляване, електроцентрали и водни системи за кораб. Те осигуряват удобен и екологичен начин за производство на ефективен хлор без нужда от външни източници на сол.
Ползи от използването на ефективен хлор за предотвратяване на образуването на биофилм
Използването на ефективен хлор за предотвратяване на образуването на биофилм във водните системи предлага няколко предимства.
Подобрено качество на водата
Чрез предотвратяване на образуването на биофилм, ефективният хлор помага да се поддържа доброто качество на водата. Биофилмите могат да носят патогени, като бактерии Legionella, което може да причини болестта на Legionnaires. Ефективният хлор може да убие тези патогени, намалявайки риска от болести, пренасяни с вода.
Подобрена производителност на системата
Биофилмите могат да намалят ефективността на водните системи чрез блокиране на тръбите, намаляване на топлопредаването и увеличаване на спада на налягането. Чрез предотвратяване на образуването на биофилм, ефективният хлор помага да се поддържа оптималните характеристики на водните системи, като охлаждащи кули, топлообменници и пречиствателни станции за вода.
Спестявания от разходи
Предотвратяването на образуването на биофилм може да доведе до значителни икономии на разходи. Проблемите, свързани с биофилма, като увреждане на оборудването и намалена ефективност, могат да доведат до увеличени разходи за поддръжка и консумация на енергия. Чрез използване на ефективен хлор за предотвратяване на образуването на биофилм, необходимостта от скъпи ремонти и замествания може да бъде намалена.
Свържете се за обществени поръчки и допълнителна информация
Ако се интересувате да научите повече за нашите ефективни хлорни продукти или електро -хлориране системи за предотвратяване на образуването на биофилм във вашата водна система, ви каним да се свържете с нас. Екипът ни от експерти е готов да ви предостави подробна информация, техническа поддръжка и персонализирани решения, за да отговори на вашите специфични нужди.
ЛИТЕРАТУРА
- Donlan, RM (2002). Биофилми: Микробен живот на повърхности. Възникващи инфекциозни заболявания, 8 (9), 881 - 890.
- Stewart, PS, & Costerton, JW (2001). Антибиотична резистентност на бактерии в биофилмите. Ланцет, 358 (9276), 135 - 138.
- USEPA. (2006). Национален преглед на практиките за пречистване на водата на охлаждащата кула. Агенция за опазване на околната среда на САЩ.