Tác động của vi sinh vật (vi khuẩn, v.v.) trong các biện pháp kiểm soát và phủ lớp phủ điện cực

Tác động của Vi sinh vật (Vi khuẩn, v.v.) trong Sơn mạ điện và các biện pháp kiểm soát

Sơn mạ điện là một loại vật liệu phủ thân thiện với môi trường, có hàm lượng dung môi hữu cơ thấp. Sử dụng nước làm môi trường phân tán, hệ thống nước của nó vốn dĩ là môi trường nuôi cấy thuận lợi cho vi sinh vật. Các công thức sơn mạ điện hiện đại chứa ít hoặc không có thành phần kim loại nặng như chì và thiếc, làm suy yếu tác dụng ức chế vốn có của chúng đối với vi khuẩn và các vi sinh vật khác. Nhiệt độ hoạt động của các dây chuyền mạ điện điển hình dao động từ 20 đến 35 °C, kết hợp với độ ẩm cao và thông gió kém — những điều kiện hoàn toàn phù hợp cho sự tồn tại và sinh sản của nhiều chủng vi khuẩn khác nhau.

Sự nhiễm khuẩn trong dung dịch bể mạ điện hiếm khi chỉ liên quan đến một chủng duy nhất; thay vào đó, nó hình thành các cộng đồng vi sinh vật hỗn hợp phức tạp. Nguồn gây nhiễm bao gồm hệ thống cấp nước tinh khiết, đường ống nước máy, hệ thống lọc siêu lọc, bể rửa sau, hệ thống tuần hoàn cực dương, sự lắng đọng vi sinh vật trong không khí và các chất gây ô nhiễm mang theo bởi các chi tiết được mạ. Các loài vi sinh vật cụ thể có mặt phụ thuộc vào điều kiện môi trường tại chỗ. Một khi vi sinh vật phát triển mạnh trong dung dịch bể, độ ổn định của bể sẽ suy giảm, gây ra nhiều loại khuyết tật lớp phủ. Trong những trường hợp nghiêm trọng, toàn bộ dung dịch bể phải được loại bỏ.

Các vi sinh vật chính phát triển mạnh trong bể mạ điện bao gồm vi khuẩn, nấm mốc và nấm men:

1. Vi khuẩn: Kích thước hiển vi và có mặt ở khắp nơi với tốc độ sinh sản cực nhanh. Sự phát triển mạnh của vi khuẩn trước tiên gây ra các thông số bể bất thường, sau đó là sự lắng đọng vi khuẩn dạng bông trắng nhìn thấy được.

2. Nấm mốc: Một loại nấm có mặt rộng rãi trong đất, nước, không khí và vật chất hữu cơ bị mốc. Chúng ưa môi trường axit và sinh sản chậm hơn vi khuẩn. Nấm mốc bám chặt vào thành bể và đường ống bên trong, xuất hiện dưới dạng các bông trắng nổi lơ lửng hoặc lớp nhờn dạng sợi trơn trượt.

3. Nấm men: Một nhóm nấm khác có mặt rộng rãi trong đất, nước, không khí và sinh vật động vật. Chúng tồn tại trong cả điều kiện hiếu khí và kỵ khí, phát triển mạnh trong khoảng pH từ 3,0 đến 7,5. Sự nhiễm nấm men biểu hiện dưới dạng bọt dai dẳng quá mức và mùi hôi trong dung dịch bể.

Tác hại do nhiễm khuẩn trong dung dịch bể

1. Sai lệch các thông số dung dịch bể

• Mạ điện âm cực: Giảm giá trị MEQ, giảm độ dẫn điện, tăng giá trị pH

• Mạ điện dương cực hoặc nhiễm bởi các chủng cụ thể: Tăng độ dẫn điện, giảm giá trị pH

2. Hiệu suất ứng dụng bể bị suy giảm

• Giảm điện áp đánh thủng; quá trình lắng đọng màng trở nên rất nhạy cảm với sự biến động điện áp

• Giảm độ ổn định của bể, tăng thể tích cặn, suy giảm hiệu quả lọc

• Tích tụ bọt bề mặt và tăng độ nhớt

3. Đặc tính màng đã đóng rắn bị suy giảm

Hiện tượng vỏ cam nghiêm trọng, bề mặt thô ráp, mụn nước, khuyết tật hạt quá mức và giảm độ bám dính của lớp phủ.

4. Hư hỏng thiết bị

• Cặn nặng làm tắc túi lọc và màng lọc siêu lọc, làm giảm lưu lượng thẩm thấu của màng lọc siêu lọc

• Tăng tải vận hành cho động cơ tuần hoàn

• Tăng tần suất thay thế túi lọc và màng lọc siêu lọc

Phương pháp kiểm tra định lượng vi khuẩn: Thử nghiệm bằng phiến kính hiển vi

Nhúng phiến kính vào dung dịch mục tiêu trong vài giây, hoặc tráng bề mặt phiến kính trực tiếp bằng mẫu dung dịch. Đặt phiến kính trở lại ống bảo vệ ban đầu đã được niêm phong và ủ trong buồng nhiệt độ & độ ẩm không đổi trong 2-5 ngày (tiêu chuẩn là 3 ngày), sau đó quan sát sự phát triển của khuẩn lạc trên phiến kính. Giới hạn phát hiện của phương pháp này là khoảng 1 CFU/cm² hoặc 100 CFU/mL.

• Thạch dinh dưỡng: Để phát hiện vi khuẩn. Nhiệt độ ủ tối ưu là 30 °C; khuẩn lạc vi khuẩn nhìn thấy được hình thành sau 1-2 ngày.

• Thạch Rose Bengal: Để phát hiện nấm (nấm men & nấm mốc). Nhiệt độ ủ tối ưu là 25 °C. Khuẩn lạc nấm men phát triển trong 2-3 ngày, trong khi khuẩn lạc nấm mốc cần 5-7 ngày ủ.

Lưu ý: So sánh sự phát triển của vi sinh vật trên phiến kính mikrocount® với biểu đồ tham chiếu để xác định tổng số vi sinh vật. Có sự khác biệt nhỏ về màu sắc thạch giữa các mẫu phiến kính mikrocount® khác nhau.

Các biện pháp khắc phục sự cố nhiễm vi sinh vật đã thiết lập

Chất diệt khuẩn được sử dụng để tiêu diệt vi sinh vật phát triển mạnh bằng cách phá vỡ quá trình trao đổi chất của chúng. Việc lựa chọn chất diệt khuẩn phải tính đến khả năng tương thích với cả chủng vi sinh vật và công thức sơn mạ điện để tránh làm hỏng hiệu suất màng hoàn thiện. Các chất diệt khuẩn phổ biến bao gồm isothiazolinone (Kathon), hydro peroxide và bạc nitrat. Các chất này phá hủy cấu trúc màng tế bào và làm biến tính protein của vi khuẩn và tảo để đạt được hiệu quả khử trùng.

Việc sử dụng liên tục một chất diệt khuẩn duy nhất trong thời gian dài sẽ gây ra kháng thuốc ở vi sinh vật. Luân phiên các chất diệt khuẩn có cơ chế khử trùng khác nhau hàng tuần hoặc mỗi chu kỳ sản xuất để kiểm soát tối ưu. Chiến lược định liều tiêu chuẩn kết hợp cho ăn liên tục ở nồng độ thấp với việc cho liều sốc định kỳ để duy trì khử trùng hiệu quả.

Quy trình cốt lõi để loại bỏ vi sinh vật trong hệ thống mạ điện tuân theo trình tự: làm sạch cơ học trước → xử lý hóa học bằng chất diệt khuẩn → lọc loại bỏ sinh khối vi sinh vật. Tuyệt đối không được chỉ dựa vào việc cho chất diệt khuẩn mà không làm sạch vật lý.

Các chiến lược ức chế vi sinh vật dài hạn

1. Chọn các loại sơn mạ điện có đặc tính kháng khuẩn vượt trội vốn có để tối ưu hóa khả năng kháng vi sinh vật ở giai đoạn nguyên liệu.

2. Chuẩn hóa quy trình vận hành sản xuất và bảo trì thiết bị theo đúng quy cách quy trình.

3. Kiểm soát nước nguồn: Lắp đặt máy tiệt trùng UV, bộ lọc chính xác đặc biệt, bộ phận khử trùng bằng clo hoặc máy tạo ozone trên đường cấp nước tinh khiết để loại bỏ vi khuẩn trong nước nguồn.

4. Lấy mẫu và kiểm tra định kỳ dung dịch bể mạ điện, dung dịch bể rửa và nước cấp tinh khiết; thực hiện xử lý bằng chất diệt khuẩn có mục tiêu dựa trên kết quả kiểm tra.

5. Bổ sung định kỳ các chất diệt khuẩn phù hợp để ngăn chặn sự sinh sản của vi sinh vật và duy trì hiệu suất bể ổn định.

6. Xả bể & làm sạch sâu:

￮ Bể tiền xử lý và bể rửa hầu hết là tĩnh với các vùng chết nghiêm trọng dễ bị tích tụ màng sinh học. Tăng tần suất làm sạch, xả và đổ đầy dung dịch mới theo lịch trình sản xuất, và chà sạch màng sinh học bám trên bề mặt bể.

￮ Đối với bể tuần hoàn, có lọc: Duy trì tuần hoàn liên tục hoặc điều chỉnh cường độ dòng chảy để giảm các vùng tù đọng. Thường xuyên làm sạch bộ lọc, đường ống và thành bể để loại bỏ màng sinh học bám dính.