Bạn có bao giờ nghĩ rằng nước cực sạch (UPW) rất quan trọng cho sản xuất bán dẫn, sản xuất dược phẩm, chế biến thực phẩm,và ngay cả các nhà máy điện có thể không "sạch" như chúng ta tưởng tượngCâu trả lời có thể làm bạn ngạc nhiên: ngay cả sau khi lọc và xử lý nghiêm ngặt, UPW có thể chứa các sinh vật vi mô không thể nhìn thấy bằng mắt thường.Những chất gây ô nhiễm vi khuẩn này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn ăn mòn thiết bịHôm nay, chúng ta sẽ kiểm tra mối nguy hiểm công nghiệp ẩn này.

UPW đóng một vai trò quan trọng trong các quy trình công nghiệp hiện đại.hạtNước tinh khiết cao này phục vụ như một nguyên liệu thô, chất tẩy rửa và chất làm mát trong các ngành bán dẫn, dược phẩm, thực phẩm / đồ uống và sản xuất điện,ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, hiệu suất và hiệu quả sản xuất.

Hãy xem xét sản xuất bán dẫn, nơi các chất gây ô nhiễm vi mô có thể gây ra sự cố mạch hoặc suy giảm hiệu suất, có khả năng dẫn đến tổn thất hàng triệu đô la.nhiễm vi khuẩn có thể làm cho thuốc không hiệu quả hoặc thậm chí nguy hiểm cho bệnh nhânDo đó, chất lượng UPW là quan trọng nhất - nó đại diện cho dây chuyền sống của các ngành công nghiệp này.

Trong khi UPW theo lý thuyết nên là một sa mạc vi khuẩn, một số sinh vật kiên cường phát triển mạnh trong những điều kiện khắc nghiệt này mặc dù hàm lượng hữu cơ tối thiểu (TOC <3 μg / L) và độ dẫn thấp (< 1 μS / cm).Các cơ chế sinh tồn của chúng bao gồm::

• Biofilm hình thành:Các vi sinh vật tập hợp thành các bộ phim sinh học cấu trúc phức tạp của tế bào và các chất polyme ngoài tế bào (EPS) dính vào ống, bể và bề mặt nhựa.Những cộng đồng vi khuẩn này tạo ra các môi trường vi mô ổn định tăng cường việc hấp thụ chất dinh dưỡng và chống căng thẳng.
• Sự thích nghi Oligotrophic:Các vi khuẩn siêu oligotroph đặc biệt có:
  • Hệ thống hấp thụ chất dinh dưỡng hiệu quả cao
  • Tăng trưởng chậm để tiết kiệm năng lượng
  • Đường chuyển hóa độc đáo cho các nguồn năng lượng không thông thường

Các chất gây ô nhiễm UPW phổ biến bao gồm:Escherichia coli,Pseudomonas aeruginosa, và các loài Proteobacteria nhưRalstoniavàSphingomonas, với vi khuẩn Gram âm chiếm ưu thế.

Việc thực dân hóa vi khuẩn gây ra hai vấn đề chính:

• Biologicallyfouling:Biofilms cản đường ống, làm tăng sức đề kháng dòng chảy và làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt trong khi giải phóng các chất chuyển hóa ăn mòn như axit hữu cơ.
• Sự ăn mòn do vi khuẩn (MIC):Một số vi khuẩn làm tăng tốc độ phân hủy kim loại thông qua phản ứng redox và tiết chất ăn mòn, có khả năng gây ra sự cố thiết bị thảm khốc.

Một nghiên cứu trường hợp từ một nhà máy điện Hungary đã chứng minh những rủi ro này mặc dù chất lượng nước đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt (COD < 0,1 mg/L, dẫn điện < 0,1 μS/cm),Biofalling và MIC vẫn gây ra sự gián đoạn hoạt động và tổn thất tài chính đáng kể.

Các phương pháp nuôi trồng thông thường thường đánh giá thấp quần thể vi khuẩn UPW do:

• Sự bất thường của số lượng mảng mảng lớn Nhiều vi khuẩn chống lại việc nuôi dưỡng trong phòng thí nghiệm
• Nồng độ vi khuẩn cực thấp trong UPW

Các kỹ thuật phân tử như trình tự 16S rRNA vượt qua những hạn chế này bằng cách phân tích trực tiếp vật liệu di truyền mà không cần canh tác, cung cấp hồ sơ cộng đồng vi khuẩn toàn diện.Khám phá tối ưu sử dụng phương pháp đa giai đoạn kết hợp cả hai phương pháp kiểm tra chéo.

Quản lý vi khuẩn UPW hiệu quả đòi hỏi các biện pháp can thiệp nhiều lớp:

• Kiểm soát nguồn:
  • Các quy trình xử lý tiên tiến (sửa osmosis, khử trùng tia UV)
  • Vật liệu kháng vi khuẩn (thép không gỉ, PTFE)
  • Tẩy rửa hệ thống thường xuyên
• Kiểm soát quy trình:
  • Giảm thiểu hàm lượng hữu cơ
  • Điều chỉnh nhiệt độ
  • Giám sát liên tục
• Bảo vệ điểm cuối:
  • Bộ lọc cuối cùng tại điểm sử dụng
  • Thay thế bộ lọc theo lịch trình

Hiểu về sinh thái vi khuẩn UPW, phương pháp phát hiện,và các biện pháp kiểm soát cho phép các ngành công nghiệp bảo vệ nguồn tài nguyên quan trọng này.