气浮机一体化污水处理设备中的除菌过滤器清新净化的守护者

在20世纪60年代,膜过滤器的出现标志着一个全新的时代,当时0.45微米级别的膜被认为是“除菌级”过滤器。这些薄膜过滤器广泛应用于生物制品和液体药品中,以去除细菌、酵母、霉菌以及非生物颗粒物。为了检验过滤效果,人们使用粘质沙雷氏菌作为标准菌株。这一技术曾经被认为是足够高效,但后来美国FDA的一项研究揭示了这一想法的局限性。在上世纪60年代末期,Bowman博士发现了一种名为缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)的微小细菌,它可以穿透0.45微米的孔径。当其挑战密度达到10⁴-10^6个细胞/c㎡时,这种情况变得尤为明显。从此以后,对于能够提供更高净化水平的需求而言,更加致密(0.2或0.22微米)的滤膜得到了广泛应用。

最近,一种能透过0.1微米过滤器的细菌,即Leptospira licerasiae,被发现在Genentech生物科技公司的一个细胞培养基中。这一新发现预示着对于除菌过滤器要求可能会进一步提高,或是在工艺流程中引入额外措施,如巴氏消毒或者紫外线消毒,以监测并控制这些微小细菌。

那么,为何定义为0.22μm?根据下述公式,我们可以计算出一个理想状态下的孔径:

d = 毛细管直径(孔径) k = 形状校正因子 σ = 润湿过滤液体表面张力 P = 克服表面张力的压力 θ = 液体与毛细管壁接触角

然而,不同的人可能会有不同的解释。在实际应用中,“除菌级”并不仅仅指具体尺寸,而是一个功能性定义。按照ASTM F838-15标准,如果一个设备能够稳定地对抗大约1×107cfu/cm²有效面积内缺陷短波单胞虫进行挑战,并且能够重复生产无污染物质,则它就被认定为具有“除虫效果”。

采用筛选法去除液体中的细菌最大的好处在于它不仅能够实现无污染,还能保持物理、化学和生物学稳定性。此技术早已有记录可追溯到巴斯德时代,但直至二次世界大战后才开始商业化生产和使用。而今,我们已经经历了从瓷质滤柱到石棉纺织夹层再到现在薄膜筛选这三个主要阶段发展过程。

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