每当冬去春来、气候回暖、万物复苏，食品、饮料行业客户总能发现，反渗透系统会有大量的微生物生长、繁殖，不仅对设备造成快速的污堵，影响装置出水能力，同时产品水中也难免会滋生微生物，对生产安全和稳定造成更严重的影响。
微生物控制指标要求较低的预处理装置中，砂、碳滤包括超滤装置，都能通过加强的水反洗、投加杀菌效果更好的氧化性杀菌剂，很容易的达到微生物杀灭和控制的目的。
但是控制指标更加严格的反渗透却不仅无法反冲洗，更无法使用氧化性杀菌剂对膜元件进行杀菌，即便做了成本更高的非氧化性杀菌剂杀菌，但是效果往往差强人意，尤其是产水侧往往存在残存的微生物菌落，依然给后续生产产生了较大的影响。
这个时候，反渗透产水侧微生物滋生不仅给客户造成了较大的困扰，同时也对杀菌剂及杀菌方式提出了更高的要求。
反渗透；产品水；微生物；杀菌
01
微生物对食品饮料行业水处理系统的影响
1.1概述
众所周知，食品、饮料行业对全流程工艺、产品中微生物指标控制要求极高，仅次于大众熟知的医疗、卫生行业，这些行业的产品品质都直接关系到人民群众的生命健康和安全。
虽然这些行业对微生物指标的控制有着极高的要求，但情况恰恰相反的是，这些行业也是长期饱受微生物滋生困扰非常严重的行业。
PWT公司进入中国20余年，精耕于膜化学品细分领域，在国内食品、饮料行业拥有相当高的市场占有率，目前在此细分行业已是当之无愧的领头羊。我们所服务的客户有大众熟知顶津、百事、达能、农夫、娃哈哈、达利园、小洋人、景田等等。
PWT公司不仅对食品、饮料行业有着非常深入的了解，对其现场水处理系统运行有着非常深刻的认识，同时也对行业中微生物滋生和防治措施有着独到的见解。
1.2现状
目前，微生物污染对食品行业水处理系统的影响，最为直观、常见的表现即为对系统内各装置的污堵。不仅导致各装置出水能力的下降，同时也致使其产品水水质超标。
污堵往往比较常见，也非常容易解决。如预处理通过常规的汽水反洗、化学清洗（超滤）等，能非常容易的将污堵清洗出装置，并迅速的恢复装置的产水性能。
但相比起纯粹的微生物污堵，产品水中滋生微生物则是另外一种情况。这种情况通常并没有纯粹的微生物污堵好解决，这不仅由于微生物种类繁多、生长迅速、分布广泛、适应性强等特点，让常规的杀菌无法做到彻底杀灭，微生物就会在较短的时间再次滋生、蔓延，并重新形成污染。
在食品、饮料行业水处理设备中，反渗透由于过滤精度高、装置和管路复杂、膜元件物理、化学性质的特殊性（无法使用广谱性更高氧化性杀菌剂），致使其杀菌不同于预处理装置。不仅杀菌方式有限、难度也更高，尤其当产水侧滋生微生物时，这种情况就变得更加复杂。
某食品饮料集团客户品质部门对水处理各装置产品水微生物指标控制要求。
1.3疑问
超滤：能截留0.~0.1μm之间的颗粒和杂质，超滤膜允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，但将有效阻挡胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，用于表征超滤膜的切割分子量一般介于~0之间。
反渗透：目前最为精密的膜法固液分离技术，他能阻挡所有的溶解性固体（无机盐）和分子量大于的有机物，但允许水分子透过。
从原理上来讲，超滤都能拦截食品、饮料行业非常忌惮的微生物（主要指大肠杆菌等），为何过滤精度更高的反渗透却往往无法完全拦截水中的微生物，而在产水侧滋生微生物呢？
即便是脱盐性能非常优异、无任何明显异常的反渗透装置上，也会在产水侧发生有微生物的滋生，且这种情况非常普遍。
这到底是为什么?
02
反渗透产品水微生物滋生的原因
2.1微生物的分类
种类
——原核：细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体。
——真核：真菌、藻类、原生动物。
——非细胞类：病毒和亚病毒。
一般地，在中国大陆地区的教科书中，均将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。
微生物包括：细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，与人类关系密切。涵盖了有益和有害的众多种类，广泛涉及食品、医药、工农业、环保、体育等诸多领域。
2.2微生物的生存条件
a．充足的营养：为细菌的新陈代谢及生长繁殖提供必需的原料和足够的能量。
b．适宜的温度：微生物生长的温度极限为-7℃～90℃。各类细菌对温度的要求不同，病原菌均为嗜温菌，最适温度为人体的体温，即37℃。
c．合适的酸碱度：在细菌的新陈代谢过程中，酶的活性在一定的pH范围才能发挥。多数病原菌最适pH为中性或弱碱性（pH7.2～7.6）。
d．必要的气体环境：氧的存在与否和生长有关，有些细菌仅能在有氧条件下生长；有的只能在无氧环境下生长；而大多数病原菌在有氧及无氧的条件下均能生存。
2.3反渗透产水侧有哪些适宜微生物滋生的条件
a．充足的营养：
大气中除了气体成分以外，还有很多由液体和固体杂质、微粒组成的大气杂质，也可称为气溶胶粒子。
杂质是指来源于火山爆发、尘沙飞扬、物质燃烧的颗粒、流星燃烧所产生的细小微粒和海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒，还有细菌、微生物、植物的孢子花粉等，它们多集中于大气的底层。
由于反渗透产水侧，并不可能做到绝对密闭，因此从产水管路/水箱能源源不断的进入大量的气溶胶。气溶胶里面不仅含有盐分，还有各种微生物生长所需要的无机物、有机物，这些物质均可以作为微生物的营养源，促进微生物的生长。
b．适宜的温度：
由于反渗透膜元件性能的特殊性，其透水特性随着温度的上升还提高，随着温度的下降而衰减。
反渗透的运行设计温度基本上在5-35℃，而微生物生长的极限条件为-7℃～90℃，运行刚好在微生物生长适宜温度的中间段，因此反渗透本身的温度条件就非常适宜微生物的滋生。
c．合适的酸碱度：
采用地表水、地下水甚至中水作为原水的反渗透装置，由于反渗透对绝大部分离子的去除，使得浓水侧浓缩了大量的盐分，尤其是HCO3-大量在浓水侧，使得浓水侧的pH上升，大部分情况下在7.0~8.0。
大多数微生物生长适宜的pH在中性或偏碱性，刚好与反渗透浓水侧pH相匹配。因此通常来讲，浓水侧微生物会比产水侧更易滋生微生物（有适宜的温度、pH和大量的营养物质）。
但绝大多数情况下，反渗透或多或少都存在串水（进水/浓水泄漏至产水的现象）的情况。这个时候，浓水侧滋生的大量微生物则会进入产水侧，并在产水侧聚集。
d．必要的气体环境：
由于反渗透进水中本身含有一定含量的溶解氧（气体能透过反渗透膜，产水侧含大量氧气），因此对于反渗透装置而言，其内部滋生的微生物主要以好氧微生物为主，当然也不乏有兼性厌氧菌、耐氧、缺氧等微生物，但优势种群则以好氧微生物为主。因此，好氧微生物在源源不断汲取水中的溶解氧，以维持自身的繁殖。
e.少数情况下，来水条件呈还原性（还原剂过量投加），也会滋生厌氧菌，主要出现在还原剂长期投加过量的情况下。
2.4总结
a．反渗透原水/浓水本身就具备了微生物滋生的四大条件。
b．反渗透本身就是个严格意义上的密闭容器，即便是相对封闭的产水侧，管路/水箱也有进入空气的可能性。因此从产水侧就有可能带入微生物，以及微生物所需要的营养物质。
c．停运状态并不能做到完全意义上的水封，因此设备一定会存在不同程度的泄漏（管路/阀门/设备），有泄漏则表明有进入空气的可能。
d．即便存在设备的完全密封，但进水侧/浓水侧的微生物滋生是不可避免的，而膜壳内部串水侧促成了产水侧微生物的污染。（泄漏往往并不是显而易见的（电导率无明显异常），但即便是这种情况也会有粒径更小的微生物透过产水侧）
e．一旦微生物在反渗透产水侧滋生，停运/水体不流动只会促进微生物的进一步繁殖。
03
反渗透微生物常见的防和杀菌措施
a．合理投加并控制次氯酸钠的量，一般保障系统进水的余氯在0.5ppm即可保障原水中无微生物滋生。
b．对于系统的加药箱，需要做到定期的清洗甚至杀菌，尤其是温度较高的季节，阻垢剂加药箱是极易滋生微生物的，必须通过定期的清洗才能避免药箱内部滋生微生物，防止微生物通过加药系统带入到膜系统。
c．定期检查设备内各阀门，及时关实或者更换损坏的阀门，避免串水导致的微生物污染。
d．设置合理的预处理气水反洗、杀菌频率，尤其温度较高的季节，且每次清洗尽可能彻底洗净过滤器等设备，避免污染物累积滋生微生物。
e．尽可能的对各水箱、加药箱进行密封处理，避免引入外部微生物。
f．预处理各水箱（池）进出水管路合理敷设，避免显著的死水区或者尽可能控制其大小，尤其是容积过大的水箱（池）。
g．当系统有还原剂和非氧化性杀菌剂同时投加时，对于还原剂的投加量和投加点均需要谨慎设置，必须设置在非氧化性杀菌剂投加点之前，且保证一定的还原反应时间（让还原剂与氧化性杀菌剂完全反应），防止未及时反应的还原剂对非氧化性杀菌剂产生消耗。同时也应合理投加还原剂，避免还原剂严重过量，使系统长时间处于还原性环境而滋生厌氧菌。
h．对于设置的备用泵，应尽可能的频繁切换投运，防止内部死水不流通而滋生微生物。
i．对于保安过滤器滤芯的使用周期（更换频率），尽可能的使用时长和运行压差的双重标准来判别，以先到者为准。
j．在反渗透设计之初，应尽可能的考虑到保安过滤器的清洗管路，将清洗保安过滤器和进水保安过滤器合用是解决此问题一个较好的思路。
k．反渗透的CIP清洗，应遵循污堵针对性原则，清洗方式要与污堵情况相匹配，切不可盲目的采用单一的清洗方式，做到有效的杀菌（可以采用非氧化性杀菌剂进行杀菌处理）。
l．反渗透内部串水也是导致出水存在微生物的一个原因，因此应定期对各只膜管进行产水抽检，排查串水的膜壳，找出串水的原因并解决。（密封连接件：中心管是否破裂、O型圈是否破损变形、适配器是否破裂，显著的膜元件的机械损伤：望远镜现象）。
m．反渗透的杀菌清洗应尽量的考虑到可能存在的盲区，保证清洗/杀菌无死角。
n．对于长期停机或者备用的设备，条件允许的情况下，建议采取定期冲洗的方式置换内部积水防止长菌，同时对于可以封存的反渗透设备，也建议充入保护液保存。
o．对于处于阳光直射区域的设备，建议加装窗帘等遮光设备，避免阳光直射滋生微生物。
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