¿Alguna vez ha notado una capa limpia y resbaladiza - a - limpia dentro de sus tanques de agua domésticos, filtros de grifo o tuberías de circulación industrial? Esto es lo que comúnmente llamamosbiopelícula. No es solo la suciedad ordinaria - es un ecosistema complejo compuesto de bacterias, hongos, algas y otros microorganismos, junto con sus sustancias poliméricas extracelulares secretadas (EPS).
Mecanismo de composición y formación de biopelículas
La formación de biopelículas es un proceso dinámico:
1.Adjunto: Los microorganismos en el agua inicialmente se unen a la superficie de tuberías o equipos.
2.Crecimiento y reproducción: Los microorganismos adjuntos comienzan a reproducirse rápidamente y secretar una sustancia polimérica extracelular viscosa (EPS).
3.Maduración: El EPS actúa como "cemento", encerrando estrechamente las células microbianas y formando una estructura robusta y multicapa. Esta estructura proporciona una protección perfecta para los microorganismos en el interior, lo que les permite resistir el estrés ambiental externo.
4.Dispersión y desapego: Una vez que la biopelícula madura, algunos microorganismos se separan de la película y re - ingresan al entorno circundante como células planctónicas. Estas células separadas pueden extenderse a nuevas superficies, iniciando la formación de nuevas biopelículas.
¿Qué equipos industriales o sistemas de agua son propensos a la formación de biopelículas?
La biopelícula es una capa pegajosa compuesta de microorganismos y sus sustancias poliméricas extracelulares secretadas. Se puede formar en casi cualquier superficie que entre en contacto con el agua. Los siguientes son tipos de equipos industriales y sistemas de agua que son particularmente susceptibles a la formación de biopelículas:
Torres de enfriamiento
Las torres de enfriamiento se encuentran entre los lugares más comunes y favorables para el crecimiento de las biopelículas. Proporcionan condiciones ideales para su desarrollo:
· Abundantes nutrientes:Los sistemas de agua de enfriamiento capturan el polvo, la materia orgánica y las esporas de algas desde el aire, suministrando alimentos para microorganismos.
· Temperatura óptima:El rango de temperatura de las torres de enfriamiento suele ser de entre 25 y 35 grados, lo cual es ideal para el crecimiento de muchos microorganismos.
· Flujo continuo de agua:Aunque el agua circula, existen áreas estancadas en rellenos, cuencas y esquinas de tubos, lo que permite que la biopelícula se une y prospere.
Tuberías e intercambiadores de calor
En muchos sistemas de agua industrial, las tuberías y los intercambiadores de calor son zonas de riesgo -} para la biopelícula.
· Tuberías:Especialmente en secciones con flujo lento o zonas muertas, la biopelícula se forma fácilmente en la pared interna, aumentando la resistencia del agua y promoviendo la corrosión.
· Intercambiadores de calor:Una vez que se forma biopelícula en las superficies del intercambiador de calor, reduce significativamente la eficiencia de la transferencia de calor. Dado que la biopelícula tiene una conductividad térmica deficiente, actúa como una "manta aislante" que dificulta la transferencia de calor.
Sistemas de filtración
Los sistemas de filtración, particularmente los filtros de arena, los filtros de carbono activados y los sistemas de filtración de membrana, son muy propensos a la contaminación de biopelículas.
· Filtros de arena y carbono activado:La gran superficie de los medios de filtro adsorbe la materia orgánica, que proporciona abundantes puntos de fijación y fuentes de alimentos para microorganismos.
· Sistemas de filtración de membrana (p. Ej., Ósmosis inversa y ultrafiltración):Una vez que la biopelícula se desarrolla en la superficie de la membrana, obstruye los poros, lo que lleva a un flujo reducido y una mayor presión de funcionamiento, afectando severamente el rendimiento y la vida útil del sistema.
¿Por qué la biopelícula es tan difícil de eliminar?
El verdadero desafío de la biopelícula radica en su estructura única. La gruesa capa protectora EPS dificulta que los desinfectantes químicos convencionales (como el cloro) penetraran, evitando la muerte efectiva de los microorganismos en el interior. Incluso si la superficie se limpia, los microbios dentro pueden sobrevivir y volver a crecer rápidamente. Esta es la razón por la cual el lavado físico simple o la dosificación química a menudo solo aborda los síntomas, no la causa raíz, y los problemas de biopelículas tienden a recurrirse.
Los peligros de la biopelícula
La biopelícula no solo afecta la calidad del agua, sino que también puede causar daños graves a los sistemas de agua:
·Eficiencia reducida: En intercambiadores de calor o torres de enfriamiento, la biopelícula forma una capa aislante que reduce significativamente la eficiencia de transferencia de calor.
·Corrosión del equipo: Los microorganismos dentro de la biopelícula producen sustancias ácidas, acelerando la corrosión de tuberías y equipos. Esto se conoce comoCorrosión influenciada microbiológicamente (MIC).
·Transmisión de enfermedades: La biopelícula puede servir como un caldo de cultivo para microorganismos patógenos, comoLegionella, planteando posibles riesgos para la salud.
Comprender la composición y los peligros de la biopelícula es el primer paso para encontrar soluciones efectivas. Long - supresión y eliminación del término requieren que se interrumpiran fundamentalmente las condiciones que permiten que se forme la biopelícula.
Abordar los problemas de biofilm en la fuente - Puntos de archivo adjunto - usando un inhibidor de escala
Sabemos que el primer paso en la formación de biopelículas esadjunto. Las condiciones que favorecen el archivo adjunto microbiano incluyen:
· Superficies ásperas o porosas: Los microorganismos se unen más fácilmente a las superficies desiguales o porosas, mientras que las superficies lisas hacen que el accesorio sea más difícil.
· Propiedades químicas: La hidrofilia/hidrofobicidad de la superficie y la carga pueden afectar la adsorción inicial de microbios.
·Presencia de escala o depósitos: La escala proporciona apoyo y protección para los microorganismos, aumentando la probabilidad de formación de biopelículas.
Teniendo en cuenta las condiciones preferidas por las biopelículas, la tubería rugosa o las superficies del producto con depósitos de escala proporcionan puntos de fijación iniciales para microorganismos, acelerando la formación de biopelículas. Instalando unInhibidor de la escala física DPSEEn la fuente del sistema de agua de la casa -}, la deposición de escala en las tuberías se puede suprimir, manteniendo las paredes de la tubería relativamente suaves y reduciendo las oportunidades para la fijación microbiana.
Además, los chips en el inhibidor de la escala DPSE generan una reacción de electrodo débil durante la operación, liberando microcorrientes. El campo eléctrico resultante en la tubería puede influir en la carga superficial de los microorganismos, parcialmente interfiriendo con su fijación inicial. Sin embargo, este efecto sirve principalmente para evitar la creación de un entorno favorable para el crecimiento de la biopelícula, retrasando significativamente la formación de biopelículas y evitando que se convierta en una capa grande y madura. No puede detener por completo la formación de biopelículas.
Cuando la biopelícula lucha por establecer puntos de fijación - La desinfección de agua ultravioleta entra en vigencia
La formación de biopelículas se basa en la fijación inicial de microorganismos a las superficies de tuberías y equipos. Una vez que estos puntos de fijación están interrumpidos o ausentes, los microorganismos les resulta difícil crecer de manera estable, y el establecimiento y la maduración de la biopelícula se retrasan significativamente.
Al formar una capa quelada lisa en la pared de la tubería, un inhibidor de la escala puede cubrir efectivamente los puntos de fijación potencial, lo que dificulta que los microorganismos encuentren un punto de apoyo. El núcleo de la biopelícula son las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) secretadas por microorganismos, que forman un gel grueso - como capa. Esta capa EPS puede absorber o dispersar la luz ultravioleta, reduciendo la intensidad de las células microbianas que alcanzan UV. Sin embargo, cuando la biopelícula no puede establecer, la mayoría de las bacterias en el agua permanecen en estado planctonico. En esta etapa, un sistema de desinfección de agua UV puede matar directamente a los microorganismos en el agua, cortando su reproducción en la fuente. Los dos funcionan sinérgicamente para crear un mecanismo de protección dual -.
Protección dual: Diga adiós a los problemas de biopelículas
En resumen, los métodos tradicionales de tratamiento único a menudo son ineficaces porque no abordan los dos problemas centrales de la formación de biopelículas: puntos de fijación y fuentes microbianas. La combinación de un inhibidor de escala con un sistema de desinfección de agua UV proporciona una solución perfectamente complementaria.
