反渗透系统生物膜监测系统

反渗透（RO）是工业上用于从工艺水中去除盐分的方法之一。 反渗透膜上细菌的生长会显着影响其功效，因此，大量的杀菌剂的化学物质被投入水中。 但是，由于大多数杀菌剂往往是氧化剂，因此需要避免与反渗透膜接触。 工厂需要确保在避免膜破坏和化学处理功效之间达成平衡。

在此案例研究中，一家发电厂应用了反渗透技术，以便它们可以产生软化水并冷却热交换器。 在通过超滤并储存在水箱中之前，已使用杀菌剂处理原水。 在对水进行反渗透之前，安装了两个ALVIM传感器：一个在给水管线中，一个在浓缩管线中。

工厂的数据采集过程以及其他数据允许ALVIM传感器接收信号。定期对从系统中不同位置提取的水样进行CFU计数或实验室分析。 这种类型的调查表明水中存在着自由漂浮的浮游细菌。但是，更重要的是，ALVIM传感器可以检测和监控生物膜（在暴露于液体（如水）的表面上形成的细菌层）的生长。一旦水体中的最初细菌沉降，生物膜的发育就不再与水中自由漂浮的细菌数量有关。相反，一旦微生物沉降，它们就会独立于浮游细菌复制和繁殖。与自由漂浮的细菌相比，其中有90％的细菌生存（而不是自由地在水中生存）的生物膜比起自由漂浮的细菌，其对清洁处理的耐受性高出1000倍，因为与自由漂浮的细菌不同，生物膜可形成一种保护细菌免受细菌侵害的结构杀生物剂之类的物质。

如右图所示，深蓝色和浅蓝色标记表示两ALVI传感器的信号。灰色列显示了实验室分析的结果。由于ALVIM探针： 代表氧化性物质剂量的信号显着快速增加，信号逐渐超过150 mV（相对于基线值）逐渐增加，表明生物膜在最初的45-5天逐渐增长。实验室采集的给水样品通过揭示水中存在大量细菌来验证此数据。这表明该公司使用的杀菌剂不能有效去除生物膜或自由漂浮的细菌。在第56天修改了杀菌剂处理后，水中的细菌数量立即减少，如ALVIM信号中的峰值所示。几天后，ALVIM信号还表明该处理已去除生物膜。如前所述，生物膜被证明比在水中自由漂浮的细菌更耐化学腐蚀，因此，与浮游细菌相比，生物膜需要更长的时间才能被清除。可以通过ALVIM生物膜传感器对杀菌剂的处理方法进行评估和修改，该传感器可以始终显示出水系统中细菌的生长状况。 ALVIM技术使实时和在线识别以下内容成为可能：

生物膜生长状况

杀菌剂的功效评估

消灭生物膜