渗透系统的组成分析及应用（生物膜监测传感器在反渗透系统的应用）

反渗透（RO）广泛应用于工业生产，从工艺用水中除去盐和其他物质。RO膜上的细菌生长可以大大降低该过程的效率，因此在水中给予大量的化学品（通常称为“杀生物剂”），以防止细菌的增殖。许多杀生物剂是氧化剂，应避免它们与RO膜的接触。因此，必须在化学处理的效率和预防由此类物质引起的损害之间进行权衡。在该电厂中，反渗透用于生产脱矿物质的水以进行热交换。用杀菌剂处理原水，然后通过超滤并储存在罐中。然后施加RO（图1）。在RO之前安装了一个Alvim传感器，在给水管线中，另一个安装在浓缩液中。

来自两个alvim传感器的信号由工厂的数据采集系统获取，以及来自该过程的其他数据。在从不同点采取的水样上进行实验室分析（CFU计数）

应当注意，虽然这种分析提供了关于水中浮游细菌的数量的（粗糙）指示，但Alvim传感器监测生物膜的生长，即形成的细菌层表面接触水和其他液体。在来自水中的第一个细菌的沉降后，生物膜生长与浮游细菌的存在/数量不相关。实际上，微生物在表面上沉淀，复制自己，从浮游生物中独立地生长。超过90％的细菌生活在生物膜（而不是在水中自由移动），这样的结构提供了对外部药剂的更好的保护，包括杀生物剂和其他化学品。因此，与自由浮动的细菌相比，生物膜对杀菌剂的抵抗力高1000倍

Figure 4显示两个alvim传感器（深蓝色和浅蓝色点）的信号和实验室分析的结果（灰色柱）。Alvim探针表明：•增加氧化剂的剂量会快速大幅增加信号•生物膜通过相对缓慢的信号增长150 mV的信号，相对于基线值；可以注意到，在从安装传感器的安装45-50天后，检测到生物膜生长两者都在给水线和浓缩线。给水样品上的实验室分析证实水中有大量细菌。 所有这些数据表明杀菌剂处理在消除自由浮动细菌和生物膜方面无效。从第56天开始，调节杀菌剂处理，因为可以从Alvim信号中的峰值中注意到。水中的细菌计数立即减少。 如前所述，与自由浮动的微生物相比，这种细菌层对化学物质有更大的抵抗力，因此与浮游生物相比，消除需要更长时间。

Alvim Biofilm传感器的使用提供了关于该水系统中细菌生长的可靠指示，允许检查和调整杀生物剂处理。由于Alvim技术，可以在线和实时检测：

•生物膜生长;

杀菌剂的有效性;

•协助消除生物膜。