ตรวจพบการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ในระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ

คุณเคยคิดบ้างไหมว่าน้ําที่บริสุทธิ์สุด (UPW) ที่สําคัญสําหรับการผลิตครึ่งตัวนํา การผลิตยา การแปรรูปอาหารและแม้กระทั่งโรงไฟฟ้าอาจจะไม่ "บริสุทธิ์" เหมือนที่เราคิดคําตอบอาจทําให้คุณประหลาดใจ: แม้หลังจากการกรองและการบําบัดอย่างเข้มงวด UPW ยังสามารถมีสิ่งมีชีวิตจุลินทรีย์ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าสารปนเปื้อนจากเชื้อไวรัสเหล่านี้ ไม่เพียงแต่ทําให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์เสื่อม แต่ยังทําให้อุปกรณ์เสียหายวันนี้เราจะศึกษาอันตรายอุตสาหกรรมที่ซ่อนอยู่นี้

UPW เล่นบทบาทสําคัญในกระบวนการอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ไม่เพียงแค่น้ํา แต่ยังได้รับการรักษาที่เชี่ยวชาญเพื่อกําจัดสารสกัดทั้งหมดอนุภาคน้ําความบริสุทธิ์สูงนี้ใช้เป็นวัสดุแท้, สารทําความสะอาด และสารเย็นในอุตสาหกรรมครึ่งประสาท, ยา, อาหาร/เครื่องดื่ม และการผลิตพลังงานมีผลต่อคุณภาพสินค้าโดยตรง, ผลงานและประสิทธิภาพการผลิต

ลองพิจารณาการผลิตครึ่งประสาท ในที่ซึ่งสารปนเปื้อนขนาดเล็กๆ อาจทําให้วงจรล้มเหลว หรือผลประกอบการเสื่อมลงการติดเชื้อจากเชื้อโรคอาจทําให้ยาไม่มีประสิทธิภาพ หรืออาจเป็นอันตรายต่อผู้ป่วยดังนั้นคุณภาพของ UPW เป็นสิ่งสําคัญที่สุด มันเป็นสายชีวิตของอุตสาหกรรมเหล่านี้

ขณะที่ UPW ในทฤษฎีควรจะเป็นทะเลทรายของจุลินทรีย์ สัตว์มีชีวิตบางชนิดที่แข็งแรงจะเจริญเจริญเจริญในสภาพที่รุนแรงเหล่านี้ แม้จะมีสารอินทรีย์น้อย (TOC <3 μg/L) และการนําไฟต่ํา (< 1 μS/cm)กลไกการอยู่รอดของพวกมันประกอบด้วย:

• การสร้างหนังชีวภาพ:จุลินทรีย์จุลินทรีย์รวมกันเป็นบิโอฟิล์ม องค์ประกอบที่ซับซ้อนของเซลล์และสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ (EPS) ที่ติดต่อกับท่อ, ถัง และผิวผง.สังคมจุลินทรีย์เหล่านี้สร้างสภาพแวดล้อมเล็กๆ ที่มั่นคง ที่เพิ่มการรับประทานสารอาหาร และความทนทานต่อความเครียด.
• การปรับตัวแบบ oligotrophicไมโครบพิเศษ ultra-oligotrophic มี:
  • ระบบดูดซึมสารอาหารที่มีประสิทธิภาพสูง
  • อัตราการเติบโตที่ช้า เพื่อประหยัดพลังงาน
  • เส้นทางการเผาผลาญที่เป็นเอกลักษณ์สําหรับแหล่งพลังงานที่ไม่ประเพณี

สารสกปรก UPW ที่พบบ่อย ๆ ได้แก่โรค Escherichia coli,Pseudomonas aeruginosa โรคสะเก็ดเงินและชนิดของโปรเตโอแบคทีเรียต่างๆ เช่นราลสโตเนียและSphingomonasโดยแบคทีเรียแกรมลบเป็นหลัก

การประชากรของจุลินทรีย์ทําให้เกิดปัญหาหลักสองประการ

• การบีโอฟอลเลอร์:บิโอฟิล์มขัดขวางท่อ เพิ่มความต้านทานการไหลและลดประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนในขณะปล่อยสารเผาผลาญที่ทําลาย เช่นกรดอินทรีย์
• การละลายจากจุลินทรีย์ (MIC):ไมโครบส์บางชนิดเร่งการทําลายโลหะผ่านปฏิกิริยาเรด็อกซ์ และสารสกัดที่รังเกียจ ซึ่งอาจทําให้อุปกรณ์ล้มเหลว

การศึกษากรณีจากโรงงานพลังงานฮังการีแสดงถึงความเสี่ยงเหล่านี้ แม้คุณภาพของน้ําจะตรงกับมาตรฐานที่เข้มงวด (COD < 0.1 mg/L, การนําไฟ < 0.1 μS/cm)การบีโอฟอลลิ่งและ MIC ยังทําให้เกิดการขัดแย้งการดําเนินงานและขาดทุนทางการเงินที่สําคัญ.

วิธีการปลูกแบบปกติบ่อย ๆ จะประเมินน้อยประชากรของไมโครเบียล UPW เนื่องจาก:

• "ความผิดปกติในการนับปลาจานใหญ่" หน่วยจุลินทรีย์หลายชนิดต่อต้านการปลูกในห้องทดลอง
• คอนเซ็นทรัลจุลินทรีย์ที่ต่ํามากใน UPW

เทคนิคโมเลกุล เช่น การเรียงลําดับ 16S rRNA ชนะข้อจํากัดเหล่านี้โดยการวิเคราะห์วัตถุพันธุกรรมโดยตรงโดยไม่ต้องปลูก ส่งผลให้มีรายละเอียดชุมชนจุลินทรีย์ที่ครบถ้วนการตรวจพบที่ดีที่สุดใช้วิธีการหลายระยะรวมทั้งสองวิธีการสําหรับการตรวจสอบข้าม.

การจัดการจุลินทรีย์ UPW ที่มีประสิทธิภาพต้องการการลงมือหลายชั้น:

• การควบคุมแหล่ง:
  • กระบวนการการบําบัดที่ทันสมัย ( reverse osmosis, UV disinfection)
  • วัสดุที่ทนต่อจุลินทรีย์ (เหล็กไร้ขัดเหล็ก, PTFE)
  • การทําความสะอาดระบบเป็นประจํา
• การควบคุมกระบวนการ:
  • ลดสารอินทรีย์ให้น้อยที่สุด
  • การควบคุมอุณหภูมิ
  • การติดตามอย่างต่อเนื่อง
• การป้องกันจุดปลาย:
  • การกรองสุดท้ายที่จุดการใช้
  • กําหนดการเปลี่ยนกรอง

การเข้าใจนิเวศจุลินทรีย์ UPW วิธีการตรวจสอบและมาตรการควบคุม ทําให้อุตสาหกรรมสามารถปกป้องทรัพยากรสําคัญนี้.