CN1685060A - 监测膜分离系统中生物污染的方法 - Google Patents

监测膜分离系统中生物污染的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1685060A
CN1685060A CNA038226855A CN03822685A CN1685060A CN 1685060 A CN1685060 A CN 1685060A CN A038226855 A CNA038226855 A CN A038226855A CN 03822685 A CN03822685 A CN 03822685A CN 1685060 A CN1685060 A CN 1685060A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorescent
fluorescent agent
agent
film
feedstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA038226855A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100379877C (zh
Inventor
B·P·霍
K·E·H·蔡赫
M·W·吴
M·查特拉基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ChampionX LLC
Original Assignee
Ondeo Nalco Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ondeo Nalco Co filed Critical Ondeo Nalco Co
Publication of CN1685060A publication Critical patent/CN1685060A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100379877C publication Critical patent/CN100379877C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/04—Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/12—Controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/16—Use of chemical agents
    • B01D2321/168—Use of other chemical agents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/968—High energy substrates, e.g. fluorescent, chemiluminescent, radioactive

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

本发明提供了对膜分离系统中的生物污染进行监测和/或控制的方法。本发明利用向原料流中加入可测量剂量的荧光剂而对膜分离过程中微生物的生长水平进行监测和/或控制，从而在膜分离过程中对这种原料流进行净化。

Description

监测膜分离系统中生物污染的方法
技术领域
本发明主要涉及膜分离，更具体的说，涉及对膜分离系统中的生物污染进行监测和/或控制的方法。
技术背景
使用选择性膜的膜分离是工业技术中用于例如水纯化的液流处理的相当新的进展。在膜分离中，流入液中的成分通常在驱动力下通过膜形成一股流出流，这样在第二液流中留下部分的初始成分。通常用于水的纯化或其它液体处理的膜分离过程，包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析、电去离子、全蒸发、膜萃取、膜蒸馏、膜反萃、膜曝气以及其它处理过程。分离过程的驱动力与膜分离过程的类型有关。压力驱动膜过滤，也被称为膜过滤，包括微滤、超滤、纳滤，和反渗透，使用压力作为驱动力，而在电渗析和电去离子中使用电驱动力。在历史上，膜分离工艺或系统对于水处理来说不被认为是成本有效的，因为膜结垢、膜污染、膜降解等在从含水液流中除溶质的效率上具有的反面影响。然而，现在技术的发展已经使膜分离过程成为在处理适用于工业过程的含水原料流方面商业上更加可行的技术。
此外，膜分离在工业应用中也更加普遍了，特别是对于原料和废水的纯化。这可以通过使用改进的对膜分离性能进行评价和监测的诊断工具和技术而达到。膜分离性能例如效率(例如流量，膜渗透性、渗透回收率、能量效率、膜两次清理之间的时间或完成清洁循环的时间)和效果(例如拒斥或选择性)典型地由于膜污染而降低。
膜分离过程往往被微生物所污染，也就是说生物污染。膜分离中微生物的生长是常见的问题，特别是在为微生物生长提供最适宜的条件的含水液流中。生物污染对膜分离系统的危害非常大，因为一旦它开始了，生长速率将加快而且生物污染还能够促进其它类型的污染。例如，外聚合物质(“EPS”)或生物物质的粘液层能够捕捉并保存操作过程中可以反相透过膜分离系统的污垢沉积物和其它微粒。此外，厚的EPS层也能够降低膜内的湍流。这能够导致浓度极化层的增加，其中浓度极化层是公知的膜结垢现象的促进因素。
生物污染的直接和最明显的效果是膜渗透输出量的减少和/或沿在膜的进料和浓缩侧的膜部件的长度方向的压降的升高，这里称为“压差”。在恒定压力下，这导致渗透量的损失。为维持恒定流量可以升高压力，但是这增大了能耗并且进一步促进污染。此外，在这些条件下(即，渗透量减少、压差上升和压力驱动力上升)的连续操作在贯穿膜的使用寿命中必需需要不断增加的清理，从而降低膜寿命和潜在增加水的成本，如果清理需要大量的停机时间。不太明显的效果包括降低溶质拒斥、渗透污染和膜组件的恶化，例如膜胶层的生物降解。在此引入H.F.Ridgway & H.Flemming撰写的综述论文作为参考，该综述论文名为“Membrane Biofouling(膜的生物污染)”，刊登于Water TreatmentMembrane Processes(水处理膜工程)，McGraw Hill，pp.6.1-6.62，1996。
通常，通过使用杀虫剂和其它生物控制剂，也就是能够通过破坏微生物的细胞壁或细胞组织来抑制微生物生长的化学品，控制生物污染。另外可以用机械法和辐射法。通常提倡间断使用杀虫剂，因为杀虫剂价格昂贵并且具有毒性。因此，为防止浪费，需要对水系统和膜工艺参数的进行持续监测和实验来确定用于控制微生物生长的杀虫剂的合适用量。
然而，对于对膜分离中生物污染的效果进行监测，已知的监测技术不能提供足够的灵敏性、专一性和/或准确性的水平。典型的监测技术包括压力和流量测量以及定时取样测定微生物菌落。关于压力测量，通常通过估算沿膜长度方向的压差改变进行监测。对于流量测量，在这种系统中通常采用的流量表需要校准误差，因此需要频繁地校正。然而，压力和流量的改变不一定仅限于生物污染，因为它们可能受水垢(scalants)、污染物(foulants)和/或膜分离过程中能够在系统中积累和保留的类似组成物的任何合适的变化的影响。如前所述，微生物生长层能够增强其它类型的污染，因为它能够捕捉或容纳水垢和膜分离过程中可以以其它方式透过系统的其它微粒。
对于定时取样，通常由原料流和出口流中提取水样。也可以由渗透流提取样品测定在该渗透流中是否存在任何污染。典型技术包括抽取样品，稀释样品，和将该样品涂到营养琼脂培养基的表面。在培养24至28小时后，检查该样品中微生物的存在，如果合适，以手工或摄像方法给生物体计数。该方法的变化包括取样并对其进行预定时间的培养，然后通过浊度测量法或浊度计观察培养基。换句话说，通过培养基上的浊斑展示微生物的存在。
与定时取样相关的一个明显的问题是取样和完成对测定样品中微生物活性水平的分析之间的时间滞后。因此，当该样品不得不被送到厂区外进行分析而进一步延后获得结果的时间时，能够加剧时间滞后。
与定时取样相关的另一个问题是，这种方法对工业用水体系中总的微生物活性可能估算过低，因为定时取样仅仅足以提供浮游微生物活性的指标，而非固着活性。浮游微生物菌落是活的并且悬浮地在水系统的水中存在。这里所使用的术语“固着”指的是活的但是固定的微生物菌落。通过定时取样可以获得工业可接受的浮游菌落测量结果，因为浮游微生物悬浮在被取出检测微生物浓度的水样中。相反，固着菌落牢固的附着在系统的结构中，因此不易通过由水中取样并检测该样品中的微生物来测量它们的存在。因此，膜分离系统中浮游细胞的水平不能与固着细胞的水平直接相关。
此外，存在一种对膜分离系统中生物污染进行实时监测和/或控制的需要，因为传统监测技术通常复杂和/或可能缺乏充分监测生物污染所必需的灵敏性、专一性和/或准确性，因此膜分离性能能够被优化。
发明内容
本发明提供对能够处理适用于工业过程的原料流的膜分离系统进行监测和/或控制的方法。在此方面，能够利用荧光剂的使用对膜分离过程中微生物的生长进行监测(也就是说，监测生物污染)。申请人已经发现本发明的荧光监测技术能够在生物污染检测方面以高度的灵敏性、专一性和/或准确性进行，因此膜分离性能和效率能够可控地优化。
为此目的，在本发明的一个实施方案中，提供了一种对膜分离系统中的生物污染进行监测的方法，该膜分离系统中包括能够将原料流至少分离为第一液流和第二液流的膜。该方法包括以下步骤：提供荧光剂；将该荧光剂加入到原料流中；提供荧光计以检测原料流、第一液流和第二液流中的至少一项中荧光剂的荧光信号；使荧光剂与膜分离系统中的一种或多种微生物反应；形成已反应荧光剂；使用荧光计对第一液流和第二液流的至少一项中以及任选原料流中的荧光剂和已反应荧光剂中的至少一种的荧光信号进行测量；并且基于荧光剂或已反应荧光剂的信号或所测量的这两种信号的组合的改变对膜分离系统中的生物污染进行监测。
因此，本发明的一个优点是提供了利用荧光剂对膜分离系统中的生物污染进行监测和/或控制的方法。本发明的另一个优点是提供了利用荧光剂的监测改进膜分离性能的方法。
本发明的又一个优点是提供了基于加入到膜分离系统中的荧光剂的监测的具有灵敏性、专一性和/或准确性的对微生物生长进行监测的方法。
本发明的又一个优点是提供了一种加入杀虫剂或生物控制剂从而减少膜分离系统中的生物污染的控制信号。本发明的又一个优点是提供了对清洁剂、杀虫剂和生物控制剂的效率进行监测从而减少清理时间并且延长两次清理之间的时间的方法。
本发明另外的特征和优点在以下优选实施方案中详细说明，这些特征和优点是显而易见的。
具体实施方式
本发明提供了对能够从例如适用于许多不同工业应用的含水原料流的原料流中除去溶质和/或其它杂质的膜分离系统中的生物污染进行监测和/或控制的方法。更具体的说，本发明的方法能够基于监测加入到原料流中的荧光剂的活性对膜分离系统中的生物污染进行监测和/或控制。因此，能够高灵敏性、专一性和准确性地评估由于膜分离过程中的微生物生长导致的生物污染，因此能够有效地优化膜分离系统的性能。
为对膜分离系统中的生物污染进行监测和/或控制，本发明的方法可以包括各种不同的合适组分、方法步骤、操作条件等。在一个实施方案中，本发明的膜分离系统包括错流和终端流动系统。在错流膜分离系统中，可以在基本上与分离系统的膜平行的流动方向上对原料流进行处理。对于终端流动系统，可以在基本上与分离系统的膜垂直的流动方向上对原料流进行处理。
通常，本发明的膜分离系统能够通过将原料流分离为单独液流而对原料流进行处理或纯化。在一个实施方案中，原料流至少被分为第一和第二液流，例如渗透流和浓缩流。原料流可以含有各种溶质，例如溶解有机物、溶解无机物、溶解固体、悬浮固体、它们的类似物或组合。原料流在例如膜过滤器中分离为渗透流和浓缩流后，渗透流与含水原料流相比含有相当低浓度的溶解和/或悬浮溶质。在此方面，渗透流代表纯化的原料流，例如纯化的含水原料流。
应当意识到本发明能够应用于许多不同类型的膜分离系统，包括，例如错流系统、终端流动系统、反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析、电去离子、全蒸发、膜萃取、膜蒸馏、膜反萃、膜曝气及类似系统或它们的组合。优选的膜分离系统为反渗透、纳滤、超滤和微滤。
在反渗透中，通常在错流条件下对原料流进行处理。在此方面，原料流基本上与膜表面平行流动，因此仅有一部分原料流作为渗透流扩散穿过膜。通常采用高错流速率以提供降低膜表面污染的冲刷作用。这也能够降低浓度极化效果(例如膜表面的约化湍流边界层中溶质的浓缩，它能够提高膜的渗透压，从而能够减少渗透流)。浓度极化效果能够抑制原料流的水作为渗透流穿透膜，从而降低回收率，例如渗透流对于使用的原料流的比率。
反渗透系统能够采用各种不同类型的膜。这种商业的膜部件类型包括，但不限于，中空纤维膜部件、管状膜部件、螺旋状膜部件、平板和框架膜部件及类似物，其中部分在“The Nalco Water Handbook”第二版，Frank N.Kemmer编辑，McGraw-Hill Company，New York，N.Y.1988中，特别在名为“膜分离”的第15章中有详细说明，其在此引入。应当意识到可以在给定的膜过滤系统中使用单个的膜部件，但也可以根据工业应用使用多个膜部件。
以典型的反渗透系统作为膜过滤和更普遍的膜分离的例子进行说明。反渗透主要使用螺旋状部件或组件，其通过围绕中心的多孔渗透收集管缠绕带有进料室和渗透水载体的半渗透膜层而构造。通常，该组件用带和/或玻璃纤维缠绕密封。得到的结构具有能够接纳输入流的通道。该输入流沿膜组件经度方向流动并且作为浓缩流在另一端排出。该组件中，水通过半透膜并被流入中心收集管的渗透通道捕获。从这个管中它流出指定通道并被收集。
在实践中，膜组件被堆叠在一起，首尾相连，以连接管路将第一组件的渗透管连接到第二组件的渗透管，依此类推。这些膜组件叠层位于压力容器中。在压力容器中原料水进入叠层中第一个组件内，该组件将部分水作为渗透水除去。由第一层膜中得到的浓缩流变为第二组件的原料流，依次沿叠层继续。由叠层中所有膜中得到的渗透流被收集到相连的渗透管中。
在大多数反渗透系统中，压力容器被设置为“分级式(stages)”或“通道式(passes)”。在分级式膜系统中，由压力容器的一级中得到的合并浓缩流直接进入压力容器的第二级中，在那里它们成为第二级的原料流。通常系统具有2至3个级次，每个级次中压力容器的数量连续变少。例如，系统的第一级次中可以含有4个压力容器，其中的浓缩液供给第二级次的2个压力容器，其中的浓缩液供给第三级次的1个压力容器。这被称为“4:2:1”排列。在分级式膜构造中，由所有级次的全部压力容器中得到的合并渗透流被收集同时不进行进一步的膜处理而投入使用。当需要大体积纯化水时使用多级系统，例如锅炉给水。由该膜系统得到的渗透流可以通过离子交换或其它方式进一步纯化。
在多通道系统中，由压力容器的各个级次中得到的渗透流被收集并作为压力容器下一个级次的原料使用。合并由全部压力容器得到的浓缩流，无需对各单独液流进行进一步的膜处理。当需要纯度非常高的水时使用多通道系统，例如在微电子或药物工业中。应当清楚以上例子中RO系统中一个级次的浓缩流可以作为另一个级次的原料流。同样地，多通道系统的单个通道的渗透流可以作为下一个通道的原料流。对例如以上引用的反渗透例子的系统进行监测的一个挑战是能够进行取样和监测的位置数量有限，即原料流、渗透流和浓缩流。在部分，但不是全部系统中，“中间级次”取样点允许对第一级次浓缩流/第二级次原料流进行取样/监测。类似的中间通道取样点在多通道系统中也是可以的。
与错流过滤膜分离系统相反，可以通过使原料流在基本上垂直的方向通过过滤介质或膜进行悬浮固体的常规过滤。这在服务周期中有效地产生一个流出液流。定期使清洗流体在与进料相反的方向穿过过滤器对过滤器进行反洗，产生含有已经被过滤器截留的物质的反洗流。因此常规过滤产生原料流、纯化流和反洗流。这种类型的膜分离通常被称为终端流分离并且典型地限制为对尺寸大于1微米的悬浮颗粒进行分离。
另一方面，错流过滤技术能够用于除去较小的颗粒(尺寸通常为大约1微米或更小)、胶体和溶解的溶质。这种类型的错流膜分离系统能够包括，例如，反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析及类似系统。反渗透能够除去最小直径至少为大约0.0001至大约0.001微米的更低分子量溶解物质，包括，例如，离子和非离子物质、低分子量分子、水溶性大分子或聚合物、悬浮固体、胶体和诸如细菌和病毒的物质。
在监测生物污染的常规流动方法中，实际的渗透流动速率由流量计直接读数。然而，实际的渗透流动速率会随原料流温度、压力驱动力、原料流溶质和悬浮固体以及，当然包括生物污染的各种污染因素而发生改变。通常认为标准化渗透流动是膜分离系统中故障的更灵敏的预兆。通过消除了实际系统温度和驱动力变化的作用的简单计算而测定标准化渗透流动，并且将实际渗透流动温度读数转化为如果系统在标准(正常)和恒定的压力和温度条件下操作时它应该是的读数，通常是在起动驱动力和指定温度下，例如25℃。因此对于给定的膜该计算包括温度转换因子和压力转换因子，这些因子通常根据新膜经验地确定或由膜制造商提供。另一种称为“清水流量法“的方法用于在标准压力和温度条件下使用干净的水测量实际渗透流动。这种方法需要停止操作并且使干净的水通过该系统以测量生物污染，因此非常不方便而且耗时。在常规监测生物污染的压差法中，计算在进料/浓缩流中两个位置上测量的压力之间的差值。通常的压差是进料压力和浓缩压力之间的差值。它是通过在膜的进料和浓缩侧以及相连的多叉管线上的膜分离膜部件的水压损耗的量度。在反渗透中，例如，另一种常规优选方法是在生物污染最容易发生的单个压力容器中(也就是说进料水进入的前部膜中)测量压降。当进料/浓缩流道阻塞，驱动力升高。压降也与原料流流动速率和回收率有关。对不同时间下得到的压降读数之间进行精确比较要求膜过滤系统在各情况中相同的回收率和原料流动速率下进行操作。在实践中，在一些恒定的生产参数下得到压降读数，例如恒定的渗透流量或恒定的压力下。
另一种生物污染检测方法是膜解剖的破坏性方法。这种方法包括将从设备上除下的膜切开后，凭视觉检查它的表面，通过擦抹膜的表面对膜表面进行微生物分析，并且通过SEM/EDS、IR、电子显微镜、ICP及类似表面分析技术对沉积物进行表面分析。通过对各种化合物、元素和活的有机体的性质和相对数量进行比较，能够确定生物污染和结垢相对于其它类型污染的定性测定和比例。膜分离系统和对它的监测是唯一的，因为以下考虑。
1.根据可以进行监测的地方和/或可以收集样品的地方，适当灵活地构建系统。此外，不同类型的污染通常位于膜的特定端。例如，生物污染通常主要在膜系统的前端。
2.膜分离系统包括浓度极化层，该浓度极化层由水渗透穿过边界而形成。这种情况在其它水处理系统中并不存在，例如冷却水系统。
3.因为基本上膜的表面保持干净，相对少量的生物污染或细小沉淀能够引起明显的性能损耗。因此，膜中的性能损耗与冷却水处理中的性能损耗相比更灵敏。因此，能够在稍微低于冷却水系统中发生的热传递损耗所需厚度的膜厚度中发生膜性能损耗。此外，由于通道流量小，当不尽早控制或除去时，污染将继续加速并且将更难以(如果不是不可能)对膜进行清理并恢复到它的初始性能容量。这种污染检测中的延迟通常导致膜寿命变短。
4.薄半透膜(聚合、有机或无机的)对于化学物质的降解非常敏感，包括由细胞生长过程得到的化学品和清洁用化学品。接触膜表面的产品必须与膜化学相容以避免损伤表面，从而降低性能。
5.在使用前必需证明膜系统中使用的化学处理与膜材料相容。由不相容化学品引起的损伤能够导致性能的直接损耗，并且可能损伤膜表面。这种由化学处理引起的直接的、不可逆的损伤在冷却水系统中非常罕见。
6.在膜分离系统中，存在连续原料流和至少一种连续排放流。膜分离系统的保持时间非常短，也就是说，大约几秒到几分钟。
基于这些差别，与例如冷却水处理过程的其它水处理过程相比当对生物污染进行开发和/或执行程序时，许多不同的因素和考虑必需被纳入考虑中。例如，对于膜分离系统的有效使用，相信荧光剂一定能够对比包括冷却水系统的其它工业水系统中低的多的有机体浓度作出响应。因此，当应用于膜分离系统时，需要低至104菌落形成单位/平方厘米(cfu/cm2)的检测限。在这么低的检测限下，方法的准确性和重现性通常都很差。
与例如保留时间通常为几小时的冷却水系统的其它工业水系统相比，短保留时间要求荧光剂能够与关于膜分离的有限保留时间内微生物生长过程迅速灵敏的发生反应。
由于膜分离系统中连续原料流保留时间短的性质，因为荧光剂引入后在系统中的保留时间只有几分钟，荧光剂的引入被限制在原料流中，并且对荧光剂的测量被限制在排放流中。因此，该膜分离系统提供一种在荧光剂引入后对生物污染几乎立即进行的测量方法。荧光剂几乎不需要进一步加入，直到过一段时间看起来必需再一次进行测量。
如前面所讨论的，本发明的方法采用荧光剂高选择性、灵敏性和/或准确性地对由于微生物生长导致的生物污染进行监测，从而能够优化膜分离的性能。迄今可被本发明的检测方法检测到并响应本发明的检测方法的经常在工业水系统中发现的微生物有机体包括但不限于假单孢菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、肠杆菌属(Enterobac)、埃希氏杆菌属(Escherichia)、球衣菌属(Sphaerotilus)和Haliscomenobacter。
应当意识到膜分离过程中微生物活性水平是包括原料流中微生物有机体的数目、溶解氧量、温度、水流动、微生物营养素的存在和微生物废物的去除的不同因素的函数。甚至在生物膜的单一部分中，例如，固着微生物的活性能够随这些因素穿过和沿横截面而发生变化。相信所测量的荧光剂响应能够提供与含有荧光剂的膜分离原料流相接触的整个系统中的浮游和固着的微生物有机体响应的总和。因此，即使微生物活性水平在膜分离系统的一小部分异乎寻常地高，但是其它的所有部分都低，荧光剂的响应也可以是低的。因此，相信本发明的方法能够检测系统的平均微生物有机体活性。
通常，被加入到膜系统中的荧光剂必需是经过与大量微生物有机体的相互作用它的荧光信号发生变化的分子或物质。本领域普通技术人员应当意识到例如pH和温度的环境因素，可以影响荧光信号并且应当说明和据此修正。合适的荧光剂包括但不限于：
芘3，6，8-三磺酸的乙酸酯；
羧基荧光素二乙酸酯；
3-羧基伞形基(umbelliferyl)β-D-吡喃半乳糖(galactopyranoside)；
3-羧基伞形基(umbelliferyl)β-D-葡萄糖苷酶；
9H-(1，3-二氯-9，0-二甲基吖啶-2-酮-7-基)，D-葡萄糖苷酶；
9H-(1，3-二氯-9，0-二甲基吖啶-2-酮-7-基)；
试卤灵(resorufin)β-D-吡喃半乳糖；
荧光素二β-D-吡喃半乳糖；
荧光素二β-D-葡萄糖苷酶；
试卤灵β-D-葡萄糖苷酶；
荧光素二磷酸酯；
7-羟基-3H-吩噁嗪-3-酮-10-氧化物(下文中称为“刃天青”(resazurin))；
7-羟基-3H-吩噁嗪-3-酮-10-氧化物钠盐(下文中称为“刃天青钠盐”)；
4-甲基伞形醇磷酸盐(“4MUP”)；
4-甲基伞形基β-D-葡萄糖苷酶；
荧光黄(pyranine)磷酸酯；
芘3，6，8-三磺酸1-磷酸酯；和
所有类似的荧光剂、它们的衍生物以及它们的组合。
优选的荧光剂包括刃天青、4MUP、pyranine磷酸酯和它们的组合。刃天青是最优选的荧光剂。
本领域普通技术人员应当意识到该荧光剂或者是商业上可得到的(例如，刃天青、刃天青钠盐可由威斯康星州密尔沃基市的ALDRICH得到)或能够使用文献中报道过的程序合成(例如，如pyranine磷酸酯的情况)。
向原料流中加入能够测定微生物活性的剂量。在一个实施方案中，荧光剂的有效剂量范围在大约5ppt至大约500ppm之间，优选大约0.5ppb至大约5ppm，更优选大约5ppb至大约500ppb。当向工业水系统中加入盐形式的药剂时(例如刃天青的钠盐)，ppm的计算基于存在的荧光剂的活性剂量。
荧光剂的成本也为被加入到系统中的荧光剂量设置了实际应用上限。影响被加入到系统中的荧光剂的另外的因素包括荧光剂类型、膜分离系统中连续损失和补充的液体量以及膜分离系统中含有的流体的类型。
在一个实施方案中，优选本发明的荧光剂符合以下标准：
1.不被膜吸收任何轻微剂量；
2.不降解膜或妨碍其性能或替换其组成；
3.可以连续或半连续检测，并且对于浓度测量敏感，这种浓度测量是准确的、可重复的并且能够在进料水、浓缩水、渗透水或其它合适的介质或它们的混合物上进行；
4.基本上与通常存在于膜分离系统中的水中的化学物质无关，其中该膜分离系统的水中可以使用示踪剂；
5.基本上不受由通常存在于膜分离系统中的化学物质的干扰或偏好的影响，其中该膜分离系统的水中可以使用示踪剂；
6.基本上不受任何由膜分离系统中的水引起的其自身潜在的特殊或选择性损耗的影响，包括膜的选择性渗透；
7.与膜分离系统中的水中使用的所有处理剂相容，其中该膜分离系统的水中可以使用示踪剂，因此决不会降低它的功效；
8.与它的配方的全部组分相容；和
9.相对无毒和环保，不仅对于水环境或使用该水的膜分离系统，还对于它们的排放。
应当意识到本发明仅需要单一荧光物质与引入的荧光剂一起存在，只要该物质是反应的并且能够在引入点和测量点之间对它进行测量。
在一个实施方案中，适用于立即响应方法的荧光剂在它们与微生物反应之前必需具有可检测的荧光信号，并且在它们与微生物反应后也必需具有不同的荧光信号。
相信但不表示对它的限制，膜分离中活的微生物有机体所合成的酶能够与该荧光剂反应。这种活性引起荧光剂的荧光信号的变化。通过对荧光信号进行监测，能够对膜分离过程中的微生物活性进行监测。如前面所讨论的，与本领域公知的方法相反，本发明的方法能够通过浮游和固着的种群两者对微生物的活性进行监测。
在一个实施方案中，荧光剂可以单独加入或与另一种膜分离剂一起，例如惰性荧光示踪剂，诸如结垢和腐蚀抑制剂的处理剂，类似作用物和它们的组合。“处理用化学品和/或作用物”表示但不限于提高膜分离方法性能的处理用化学品、妨碍/防止膜污垢沉积的防垢剂、妨碍/防止膜污染的防污染剂、生物分散剂和微生物生长抑制剂，例如杀虫剂和除去膜沉积物的清理用化学品。
能够使用多种不同的合适方式测量荧光剂的荧光信号，已反应的荧光剂和惰性荧光示踪剂，例如通过商业可得到的荧光计。带有合适的滤波器的荧光计可以用来对荧光信号或由荧光剂、已反应荧光剂和/或惰性荧光示踪剂产生的信号进行测量。
测量荧光剂和已反应荧光剂的荧光信号是荧光学领域普通技术人员公知的程序。例如，荧光剂刃天青的荧光性质在它的未反应和已反应“试卤灵”状态均广为人知。在优选实施方案中，膜分离系统在多个位置取样，因此不必为经荧光计进行的测量进行定时取样。当荧光计的取样组分位于膜分离系统中时，这种类型的取样通常指在线测量。
在线测量是在不中断所测量的系统的流动下进行的测量。因为当进行在线测量时，荧光计的样品组分在线放置，它们所监测的样品准确地反应了整个膜分离系统，并且，同样地，由执行该方法所收集的信息准确的反映了浮游的和固着的微生物有机体种群。在线测量克服了与定时取样相关的问题以及从水流中取出样品用于后期测试的需要。同时，已反应和未反应形式的荧光剂在实时的基础上测试，其中两种荧光剂的几乎立即的荧光读数将提供微生物活性的指示。
尽管在线测量是执行本发明的方法的优选方式，可以使用适合保护工业水系统的样品的定时取样技术执行本发明的方法。如果使用定时取样技术，应当必需提供一种机械装置以在合理的时间长度内将定时取样样品运送到荧光计中，以使由荧光计接收到的数据准确的反映膜分离系统中当前的微生物生长状况。
可以在本发明的实践中使用的荧光计的例子包括TRASAR350和TRASAR8000荧光计(可由伊利诺斯州内珀维尔市(Naperville)的Ondeo Nalco Company得到)；Hitachi(日立)F-4500荧光计(可通过加利福尼亚州圣荷塞市(San Jose)的Hitachi Instruments Inc.由Hitachi得到)；JOBIN YVON FluoroMax-3“SPEX”荧光计(可由新泽西州爱迪生市(Edison)的JOBIN YVON Inc.得到)；和Gilford Fluoro-IV分光光度计或SFM 25(可通过加利福尼亚州圣地亚哥市(San Diego)的ResearchInstruments International由Bio-tech Kontron得到)。本领域普通技术人员应当意识到该荧光计列表不全面并且仅意欲显示荧光计的例子。其它商业上可获得的荧光计及其改进形式也可以在本发明中使用。
在一个实施方案中，荧光信号比率被用作微生物活性的指标，并因此作为膜分离过程中生物污染的指标。与仅仅测量荧光信号的绝对值相反计算比率，得到与荧光剂浓度无关的信息。在另一个实施方案中，随着该比率由于未反应荧光剂的荧光信号的下降和已反应荧光剂(例如，产品)的荧光信号的增加而增加，该比率可以增强由于微生物有机体将荧光剂转化为已反应荧光剂的灵敏性。
荧光剂的荧光信号与已反应荧光剂的荧光信号的比率为：
该比率是无单位数字。可以手工或使用计算器或使用计算机程序计算该比率。为使用的方便性，优选使用适当的计算机程序计算该比例，这样每隔一段时间就能连续计算该比率。然后可以使用该比率改变的速率确定生物污染提高的速率。
在一个实施方案中，使用惰性荧光示踪剂测定存在的荧光剂浓度并且通过得知该浓度可以操作该系统以准确地加入期望水平的荧光剂。见美国专利第4,783,314号、第4,992,380号和第5,041,386号，这些文献在这里全部引入作为参考。
这里所使用的术语“惰性”的意义是惰性荧光示踪剂不受该系统内任何其它化学品，或诸如微生物活性、杀虫剂浓度和污垢抑制剂浓度的其它系统参数的轻微或显著的影响。为定量说明“不受轻微或显著的影响”，该状态意味着惰性荧光化合物在工业水系统中通常遇到的条件下它的荧光信号的改变不超过10％。工业水系统中通常遇到的条件对于工业水系统领域普通技术人员是公知的。
适合与本发明所使用的荧光剂一起使用的惰性荧光示踪剂必需具有这样的性质：它们特有的荧光信号可检测出与荧光剂的荧光信号有所不同。这意味着荧光剂的荧光信号和已反应荧光剂的荧光信号均必需检测出与惰性荧光示踪剂有所不同。
合适的惰性荧光示踪剂是单、双和三磺酸萘，包括它们已知的水溶性盐；和芘的已知磺酸化衍生物，例如1，3，6，8-芘四磺酸，以及所有这些物质的水溶性盐，和Acid Yellow 7(化学文摘服务注册号：2391-30-2，1H-苯并(脱)异喹啉-5-磺酸，6-氨基-2，3-二氢-1，3-二氧-2-对甲苯基-，一钠盐(8CI))。
在一个实施方案中，本发明包括用来对基于荧光剂、已反应荧光剂和/或惰性示踪剂的可测量荧光的膜分离系统的操作条件或性能进行监测和/或控制的控制器(未显示)。在此方面，通过测量荧光剂的信号或已反应荧光剂的信号相对于惰性荧光示踪剂的信号的改变，然后对得到的比率和原料流中相应的比率或时间为0时，即恰好在膜被清理之后的相应的比率进行比较，从而对膜分离系统中的生物污染进行监测。可以使用各种不同的适当方式对控制器进行设定和/或调整。
例如，控制器可以与检测设备(未显示)相连接来对检测信号(例如，过滤信号中的噪声)进行处理以增强对由荧光剂、已反应荧光剂和/或惰性荧光示踪剂所产生的荧光信号的检测。此外，可以调节控制器来与膜分离系统的其它部件连通。这种连通可以是有线(例如，电信电缆)、无线连通(例如，无线射频连接)、气动连接或类似。
在此方面，可以使用控制器通过确定所需要的生物控制处理的优化量对膜分离的性能进行控制。“生物化学处理”包括杀虫剂、生物控制剂、生物控制方法和它们的组合。例如，可以将控制器与进料设备(未显示)相连通来对各种生物污染控制化学品或生物污染控制设备或工艺参数进行。在一个实施方案中，控制器能够基于待测量的荧光剂和已反应荧光剂的荧光对膜分离过程中加入到原料流中的生物控制剂的进料速率进行调节。在另一个实施方案中，基于测定已反应荧光剂和荧光剂的比率对加入的生物控制剂进行控制。在另一个实施方案中，基于测定已反应荧光剂和荧光剂的比率改变的速率对杀虫剂的加入进行控制。
荧光剂荧光的实时测定使对微生物活性以及当前的生物控制剂的剂量和/或另外加入生物控制剂的需要的估算成为可能。生物活性的实时测定使根据需要加入生物控制剂的方法成为可能。当在实时基础上评定生物污染条件时，避免加入超出控制微生物活性所需的过量的生物控制剂。因此，能够在确定有效的水平上对生物控制剂的使用进行调配，这导致使用正确的剂量。此外，可以在实时基础上对生物控制剂进料的效率进行估算并且根据实时读数提高或降低用量。
当在生物控制剂的存在下实施本发明时，必需进行一定的调整。本领域普通普通技术人员公知膜分离系统中应当使用哪种杀虫剂。在一个实施方案中，为响应微生物的不合格水平所加入的杀虫剂包括氧化杀虫剂、非氧化杀虫剂和它们的组合。
合适的氧化杀虫剂包括但不限于：
BCDMH(92.5％，93.5％，98％)，它是1，3-二氯-5，5-二甲基乙内酰脲或1-溴-3-氯-5，5-二甲基乙内酰脲(CAS注册号#16079-88-2)中或它们的混合物；
漂白剂，包括稳定的漂白剂；
溴，包括稳定的溴；
次氯酸钙(CAS注册号#7778-54-3)“Cal Hypo”(68％)；
氯，包括稳定的氯(8.34％)；
H2O2/PAA(21.7％/5.1％)，它是过氧化氢(CAS注册号#7722-84-1)/过乙酸(CAS注册号#79-21-0)；
次溴酸盐；
次溴酸；
碘；
有机溴；
NaBr(42.8％，43％，46％)，它是溴化钠；
NaOCl(10％，12.5％)，它是次氯酸钠(CAS注册号#7681-52-9)；
和它们的混合物。
合适的非氧化杀虫剂包括但不限于：
ADBAC Quat(10％，40％(CAS注册号#68391-0-5)，80％)--烷基二甲基苄基氯化铵，也被称为“季铵盐(quat)”；
ADBAC quat(15)/TBTO(三丁基氧化锡5％)；
ADBAC(12.5％)/TBTO(2.5％)，(ADBAC Quat/二(三丁基氧化锡)(CAS注册号#56-35-9)；
氨基甲酸盐(30％)，化学式为T2NCO2H，其中T2为C1-C10烷基；
硫酸铜(80％)；
DBNPA(20％，40％)，它是2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺(CAS注册号#10222-01-2)；
DDAC Quat(50％)，它是二癸基二甲基氯化铵季铵盐；
DPEEDBAC Quat(1％)，它是(2-(2-对二异丁基苯氧基)乙氧基)乙基二甲基，二甲基苄基；
戊二醛(15％，45％)，CAS注册号#111-30-8；
戊二醛(14％)/ADBAC季铵盐(2.5％)；
HHTHT-六氢-1，3，5-三(2-羟乙基)-5-三嗪(78.5％)；
异噻唑酮(1，5％，5.6％)-5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CAS注册号#26172-55-4)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CAS注册号#2682-20-4)的混合物；
MBT(10％)-二硫氰酸亚甲酯；
聚季铵盐(20％，60％)，一种聚合的季铵盐类化合物；聚胺和它们的盐-聚合的胺类化合物；
叔丁基吖嗪(4％，44.7％)-2-(叔丁氨基)-4-氯-6-乙氨基-5-三嗪(CAS注册号#5915-41-3)；
TMTT(24％)-二硫化四甲基秋兰姆；
和它们的混合物。
其它类型的生物控制剂包括生物分散剂、生物清洁剂、离液剂(chaotropic agents)、表面活性剂、螯合剂、酶致清洁剂和其它杀死细菌或干扰细菌和EPS的附着和占据过程的化学品。
也能够使用生物控制方法，例如破坏生物膜完整性的机械手段，包括超声波、电场、空气反洗等。
由于膜系统的保留时间非常短暂，生物控制剂与荧光剂之间的相互作用在荧光剂引入过程中简单的不施加生物控制剂的大多数实际应用中不引起任何问题。在实践中，生物控制剂可以仅是间断地加入。
尽管膜分离系统经常在水的纯化或者对含水液流的处理过程中应用，本发明的系统不限于含水流入液的使用。在一个实施方案中，液流可以是另一种流体或水和另一种流体的组合。本发明的膜分离系统和方法的操作原理不受液流性质的支配，其中本发明不能与不适用于给定膜分离系统中的水纯化过程的流入液。以上本发明涉及含水系统的说明也适用于非水系统和含水/非水混合系统。
前述本发明的说明有时特指含水的流入液和流出液，并且用于说明膜过滤系统及其在本发明的操作中的含水系统的应用是示范性的。根据本发明的公开内容，本领域普通技术人员将明白如何将前述说明应用于非水膜过滤系统中。
应当意识到本发明可应用于所有能够采用膜分离方法的工业中。例如，能够采用本发明的方法的不同类型工业生产方法通常包括原水处理过程、废水处理过程、工业水处理过程、城市用水处理过程、食物和饮料工业、制药工业、电子制造业、应用操作、纸浆和纸工业、采矿和矿物工业、运输相关工业、纺织工业、电镀和金属加工工业、洗衣和洁化过程、皮革和鞣革过程、和油漆工业。
具体的说，食物和饮料工业包括可以包括，例如与乳酪、低脂牛奶、干酪、特制牛奶产品相关的牛奶工业，蛋白质隔离，乳糖制造，乳清、酪蛋白、脂肪分离，以及盐析奶酪的盐水回收。与饮料工业相关的应用包括，例如，果汁净化、浓缩或脱酸过程，含酒精饮料的净化过程，低醇含量的饮料的除醇，生产用水；关于糖精制、植物蛋白质加工、植物油制造/加工、谷物的湿磨、动物加工(例如红色肉类、蛋、胶质、鱼和家禽)、洗涤水、食物加工废物及类似物的回收。
如本发明所应用的工业水用途的例子包括，例如，锅炉用水生产、生产用水纯化和循环/再利用，原水的软化、冷却水排放处理、造纸工业用水的再生、海水和工业及城市用半咸水的脱盐、饮用水/原水/地表水的纯化，包括，例如，使用膜排出饮用水中的有害微生物、软化水的深度处理、膜生物反应器、采矿和矿物工业用水。
关于本发明的惰性示踪剂监测方法的废水处理应用的例子包括，例如，工业废水处理，生物垃圾处理系统，重金属污染物的去除，第三级排出水、含油废水的深度处理，运输相关行业(例如油槽车洗涤水)，纺织废物(例如，染料、粘合剂、浆料(size)、洗涤羊毛所用的油、织物整理用油)，镀覆和金属加工废水，洗衣、印刷、皮革和鞣革、纸浆和纸(例如，脱色、稀亚硫酸盐黑液的浓缩、木质素回收、纸张涂层的回收)，化学品(例如，乳剂、乳液、颜料、油漆、化学反应副产物)，和城市废水处理(例如，污水、工业废水)。
本发明工业应用的其它例子包括，例如，半导体清洗水过程，注射用水、制药用水的制备，包括酶制备/回收和产品配置中使用的水，和电镀涂料加工。
实施例
以下实施例用于解释本发明，并且教导本领域普通普通技术人员如何制作并使用本发明。这些实施例不代表对本发明或其保护范围的任何形式的限制。
实施例1
使用试验膜系统验证对反渗透膜上生物膜生长的监测。该系统是由Osmonics制造的试验单元(SEPA CF膜电池)。该单元包括新的(也就是说，干净的)尺寸为3.5英寸×5英寸的平面膜。在360psig下加力使进料水以大约每分钟150毫升(ml/min)进入膜室的给料通道。当进料水越过膜朝向废水排出通道运动时，压力驱动水分子以大约15ml/min透过膜进入渗透通道。废水通道中的排除水为大约360psig。报告的压降是进料通道的压力减去废水通道的压力。
渗透流对于原料流的百分率为10％，这对于反渗透膜组件是典型的。进料水的电导率为3.9毫西门子(milli-Siemens)/厘米。渗透水的电导率为0.2毫西门子/厘米。操作温度为78°F，pH为7。
在该试验膜系统中，进行细菌接种，从而在接种后几乎立刻开始微生物污染。该试验在接种后进行大约90至170小时的时间。测量污染所影响的变量(例如，渗透流、进料通道和废料通道之间的压差以及渗透电导率)。在实验的终点进行表面微生物的计数。
为证明荧光剂的用途，在原料流进入膜进料通道之前，以3ml/min向原料流(流速为大约150ml/min)中加入大约2ppm(每百万中份数)的刃天青溶液，添加时间为大约5分钟。与进料水混合后的刃天青的浓度为大约40ppb(每十亿中份数)。
在废料流中使用在线荧光计(Nalco TRASAR350)和台式(bench-top)荧光计(Jobin Yvon分光光度计Fluoro-MAX 3)。膜系统中的刃天青化学品的保留时间为大约1分钟左右。荧光测量通常在刃天青进料开始后的大约3分钟内达到稳定状态。在该实验过程中定期重复荧光剂的5分钟进料和测量。
                                         表1
  时间(小时)   TRASAR 350(比率)   渗透流(ml/min)   压降(英寸水)   渗透电导率(毫西门子/厘米)   膜上微生物 的计数(cfu/cm2)
  1   1.0   15   0.8   0.17
  28   1.4   13   0.8   0.13   --
  54   1.9   10   0.9   0.16   --
  72   2.0   7   0.9   0.20   --
  144   2.3   3   1.7   0.29   4×108
*实验开始时膜表面的微生物没有活性。
                                     表2
  时间(小时)              TRASAR350            Fluoro-MAX3
  583nm   634nm   583nm   634nm
  比率   Rf   Rz   比率   Rf   Rz
  1   1.0   39   41   1.0   24300   23900
  28   1.4   70   50   1.5   44100   29600
  54   1.9   96   51   2.0   59600   29500
  72   2.0   110   55   2.2   71600   33100
  144   2.3   133   58   2.4   73200   30900
如上述表1和2所示，在该实验过程中，已反应荧光剂的荧光(例如，试卤灵(Rf))与荧光剂的荧光(例如，刃天青(Rz))的比率随微生物的生长和积累而增大。应当意识到表1和2中Rf和Rz的数值表示所测量的荧光信号的强度，该荧光信号的强度对应于已反应荧光剂和荧光剂的量。此外，表1和2证明了在比率和通过渗透流、压降和渗透电导率所测量的膜分离性能参数之间存在关联。
实施例2
进行分批式试验以量化微生物活性和刃天青之间的反应。该试验在含有100ppm甘油、7克/升(g/L)的K2HPO4、0.1g/L的MgSO4·7H2O、1g/L的(NH4)2SO4和0.5g/L的柠檬酸钠的基本培养基溶液中进行。在介质上接种由反渗透膜单元中得到的现场沉淀(field deposit)并使其生长。然后在30℃下在大约200转/分钟(rpm)的振荡培养箱(flask shaker)中孵化该溶液。使用无菌吸管在不同时间间隔内收集等量样品。分析每个时间点所收集的样品的光密度、微生物计数(在8、12和24小时)并使其与刃天青反应。使用Cintra分光光度计在600nm处测定光密度。在使用无菌磷酸盐缓冲溶液进行8次1∶10的逐级稀释后在TGE琼脂上进行平板涂布来进行微生物计数。在刃天青反应试验中，样品中刃天青的量为50ppb。在1、2、3、5、10分钟的反应时间下重新得到等量的3.5ml样品，然后通过0.22毫米的无菌注射过滤器过滤以停止反应。随后测量这些已反应样品中的刃天青和试卤灵的荧光。通过试卤灵与刃天青的荧光比率判断刃天青的响应。使用裂分宽度为2.5nm(激发)和2.5nm(发射)的Horiba Jobin Yvon荧光计(型号FluoroMax-3)在激发波长550nm和发射波长583nm和634nm下进行荧光测量，刃天青在634nm有荧光峰值，并且试卤灵在583nm有荧光峰值。
                                     表3
  微生物随时间的生长         各样品在各反应时间处试卤灵对于刃天青的荧光比率(强度)   光密度(吸光率)   可变平板计数
  (小时)   t＝1min   t＝2min   t＝3min   t＝5min   t＝10min   600nm   cfu/ml
  0   1.00   0.93   0.94   0.89   1.00   0.0001
  4   1.29   1.42   0.95   0.94   1.31
  6   1.03   1.27   0.96   1.20   0.97   0.0020
  8   1.17   1.14   1.17   1.18   1.29   0.0094   3.10E+06
  10   1.25   1.20   1.30   1.33   1.29   0.0162
  12   1.55   1.52   1.61   1.58   1.79   0.0629   3.90E+07
  24   2.81   3.11   3.22   3.50   3.75   0.4261   2.40E+09
如表3所证明的，试卤灵与刃天青的荧光比率如光密度(600nm吸收率)和可变细胞计数所显示的随微生物生长的增加而增大。该比率也随样品和刃天青之间的反应时间的增加而增大，特别是当微生物密度为106cfu/ml或更大时。
实施例3
进行分批式实验以量化微生物生长过程中刃天青剂量密度和它对于不同水平微生物密度的响应之间的关系。该实验在用如实施例2中说明的现场反渗透(RO)膜沉积物接种的基本培养基溶液中进行。30℃下在200rpm的振荡培养箱中孵化该溶液。在不同时间间隔使用无菌吸管收集等量的样品。分析各时间点收集的样品的光密度、微生物计数(除时间为0和2小时外)，并使它们与刃天青反应。使用与实施例2中相同的方法计算光密度和微生物计数。在刃天青反应试验中，样品中刃天青的剂量为50ppb、500ppb和5000ppb。反应1分钟后重新获取等量的3.5ml样品。随后测量这些已反应样品的刃天青和试卤灵的荧光。通过试卤灵与刃天青的荧光比率估算刃天青的响应。荧光测量方法如上述实施例2。
                                    表4
  微生物生长时间(hr)    各剂量浓度下试卤灵与刃天青的荧光比率0.05ppm     0.5ppm      5ppm   比率的相对改变(Rf/Rzt-Rf/Rzo)50ppb   光密度(吸收率)OD600   可变平板计数cfu/ml
  02468101425   0.8781.1071.2411.2171.1471.2441.3462.560   0.7610.7660.9270.8920.9280.9300.9211.520   0.4000.4130.4450.4560.4560.4760.4330.676 0.2290.3630.3380.2690.3660.4681.682   0.00130.00130.00130.01120.00290.00520.02230.2185 1.40E+052.10E+054.70E+052.30E+061.90E+072.50E+09
其中Rf＝试卤灵；Rz＝刃天青；Rf/Rz＝试卤灵与刃天青的比率；
Rf/Rzt＝在时间t处试卤灵与刃天青的比率(t＝2，4，6，8，10，14，25小时)；
和Rf/Rz0＝时间为0时试卤灵与刃天青的比率。
                     表5
刃天青剂量的  Rz剂量     不同微生物细胞密度下的Rf/Rz的荧光比率对数(ppb)         (ppb)2.00E+06      2.00E+07   3.00E+09(cfu/ml)1.70          50         1.24          1.35       2.562.70          500        0.93          0.92       1.523.70          5000       0.48          0.43       0.68线性回归斜率       -0.38         -0.46      -0.94截距       1.92          2.13       4.13RSQ        0.9890449     0.99844    0.996395936
如表4和5所示，在各微生物细胞密度下，试卤灵与刃天青的荧光比率随刃天青剂量的减少而增大。此外刃天青浓度的剂量与样品中响应的荧光比率成对数线性相关。该比率的改变也表示50ppb的刃天青对于微生物生长比500ppb和5000ppb刃天青更加敏感。试卤灵与刃天青的荧光比率是比光密度测量更灵敏的数量级。
实施例4
该试验估算了刃天青荧光响应和反渗透(RO)膜上生物膜(固着的细胞)之间的关联。在350ml分批原料流通池系统(fed-bach flow cellsystem)中进行该试验。向该系统中加入基本培养基并用如实施例2中所述的现场RO沉积物接种。在大约14小时的保水时间下操作该流通池。循环泵以195ml/min向该系统提供混合。将3英寸×1英寸的RO膜取样片浸没在流通池中。
定期提取膜样品进行微生物计数和刃天青响应实验。在45ml试验管中的无菌磷酸盐缓冲溶液(PBS)中浸泡模样品进行5分钟的超声波降解。然后在用无菌PBS对由被浸泡的样品上取得的等量体积进行8次1∶10的逐级稀释，然后将其涂布在TGE琼脂平板上。活平板菌数表示RO膜上的固着细胞密度。1分钟内向PBS中浸泡的膜样品中加入40ppb的刃天青。然后提取等量样品检查如实施例2中所述的相同条件下的荧光。所测量的被浸泡药品中的试卤灵与刃天青的荧光比率表示对微生物絮状物的响应。在试验管中的45ml PBS中重新加入另一个模样品并进行浸泡。用40ppb的刃天青浸泡该样品1分钟。然后收集一定量的样品测量如实施例2中所述的相同条件下的荧光。与该样品相关的荧光比率表示对该RO膜上整块生物膜的响应。
                     表6
  实测时间(小时)   RO膜上固着细胞密度对数(cfu/cm2)   试卤灵与刃天青的比率
  1   3.76   0.824
  24   7.41
  48   7.43   0.888
  72   7.73   0.888
  96   9.09   0.992
  168   9.11   0.955
  174   8.37   1.051
                     表7
  RO膜上固着细胞密度   试卤灵与刃天青的比率
  对数(cfu/cm2)   生物膜   絮状物
  7.43   0.888   0.993
  7.73   0.888   1.115
  9.09   0.992   1.031
表6解释了刃天青的响应随RO膜上固着细胞密度的升高而升高。表7进一步证实了絮状物中刃天青的响应大于完整的生物膜中的响应。
虽然以上连同优选或解释性的实施方案说明了本发明，这些实施方案不意味着对本发明的穷举或限制。更合适的说，本发明意欲包括在所附权利要求所限定的精神和范围内包括的所有替换、改进及等价物。

Claims (19)

1.一种对膜分离系统中生物污染进行监测的方法，其中所述的膜系统包括能够将原料流至少分离为第一液流和第二液流的膜，该方法包括以下步骤：
提供荧光剂；
将该荧光剂加入到所述的原料流中；
提供荧光计，用于检测所述的原料流、第一液流和第二液流中至少一项中的荧光剂的荧光信号；
使该荧光剂与膜分离系统中的至少一种微生物发生发应；
形成已反应荧光剂；
使用所述的荧光计测量所述第一液流和第二液流的至少一项中以及任选原料流中的所述荧光剂和已反应荧光剂中的至少一种的荧光信号；和
基于所测量的所述荧光剂、或已反应荧光剂的信号或这两种信号的组合的改变对膜分离系统中的生物污染进行监测。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的膜分离系统选自错流膜分离系统和终端流动膜分离系统。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的膜分离系统选自反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析、电去离子、全蒸发、膜萃取、膜蒸馏、膜反萃、膜曝气和它们的组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述的膜分离系统选自反渗透、纳滤、超滤和微滤。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述的荧光剂选自芘3，6，8-三磺酸的乙酸酯；羧基荧光素二乙酸酯；3-羧基伞形基β-D-吡喃半乳糖；3-羧基伞形基β-D-葡萄糖苷酶；9H-(1，3-二氯-9，0-二甲基吖啶-2-酮-7-基)，D-葡萄糖苷酶；9H-(1，3-二氯-9，0-二甲基吖啶-2-酮-7-基)；试卤灵β-D-吡喃半乳糖；荧光素二β-D-吡喃半乳糖；荧光素二β-D-葡萄糖苷酶；试卤灵β-D-葡萄糖苷酶；荧光素二磷酸酯；刃天青；刃天青钠盐；4-甲基伞形醇磷酸盐；4-甲基伞形基β-D-葡萄糖苷酶；荧光黄磷酸酯；芘3，6，8-三磺酸1-磷酸酯；和它们的组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述的荧光剂选自刃天青、4-甲基伞形醇磷酸酯、荧光黄磷酸酯和它们的组合。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述的荧光剂是刃天青。
8.根据权利要求1所述的方法，其中向所述的原料流中加入大约50ppt至500ppm的所述荧光剂。
9.根据权利要求1所述的方法，其中向所述的原料流中加入大约0.5ppb至5ppm的所述荧光剂。
10.根据权利要求1所述的方法，其中向所述的原料流中加入大约5ppb至大约500ppb的所述荧光剂。
11.根据权利要求1所述的方法，其中通过测定所述第一液流和第二液流的至少一个中的所述已反应荧光剂的荧光信号与所述荧光剂的荧光信号的比率而对生物污染进行监测。
12.根据权利要求11所述的方法，该方法进一步包括测定所述第一液流和第二液流的至少一个中的所述已反应荧光剂的荧光信号与所述荧光剂的荧光信号的比率改变的速率以监测生物污染。
13.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括以下步骤：
基于所测量的所述荧光剂、或已反应荧光剂的信号或这两种信号的组合的变化，确定生物控制处理的优化量；和
对所述的膜分离系统施加该优化量的生物控制处理。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述的生物控制处理选自杀虫剂、生物控制剂、生物控制方法和它们的组合。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述的杀虫剂选自氧化杀虫剂、非氧化杀虫剂和它们的组合。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述的生物控制剂选自生物分散剂、生物清洁剂、离液剂、表面活性剂、螯合剂、酶致清洁剂和它们的组合。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述的生物控制方法选自超声波、电场和空气反洗。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述的微生物选自浮游微生物、固着微生物和它们的组合。
19.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括向所述的原料流中加入惰性荧光示踪剂，以基于所述荧光剂或已反应荧光剂的荧光信号相对于所述惰性荧光示踪剂的变化对所述膜分离系统中的生物污染进行监测。
CNB038226855A 2002-07-23 2003-03-21 监测膜分离系统中生物污染的方法 Expired - Lifetime CN100379877C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/201,088 US6699684B2 (en) 2002-07-23 2002-07-23 Method of monitoring biofouling in membrane separation systems
US10/201,088 2002-07-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1685060A true CN1685060A (zh) 2005-10-19
CN100379877C CN100379877C (zh) 2008-04-09

Family

ID=30769602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038226855A Expired - Lifetime CN100379877C (zh) 2002-07-23 2003-03-21 监测膜分离系统中生物污染的方法

Country Status (12)

Country Link
US (3) US6699684B2 (zh)
EP (1) EP1539994B1 (zh)
JP (1) JP4387302B2 (zh)
CN (1) CN100379877C (zh)
AT (1) ATE443155T1 (zh)
AU (1) AU2003230706B2 (zh)
BR (1) BR0312819B1 (zh)
DE (1) DE60329304D1 (zh)
ES (1) ES2333594T3 (zh)
MX (1) MXPA05000928A (zh)
PT (1) PT1539994E (zh)
WO (1) WO2004009497A2 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830543A (zh) * 2010-03-26 2010-09-15 深圳市中电加美电力技术有限公司 海水直流冷却系统的海生物控制工艺
CN103180034A (zh) * 2010-10-21 2013-06-26 日东电工株式会社 膜分离装置、膜分离装置的运转方法及使用膜分离装置的评价方法
CN103551045A (zh) * 2013-11-11 2014-02-05 国家电网公司 一种反渗透膜的氧化情况的染料判定方法
CN103674812A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 波音公司 固体、气雾剂、蒸汽、液体和气体的浓度以及颗粒大小的测量
CN103743696A (zh) * 2013-11-11 2014-04-23 国家电网公司 一种反渗透膜的氧化判定方法
CN104703925A (zh) * 2012-10-12 2015-06-10 东丽株式会社 逆渗透膜过滤设施的操作方法和生物膜形成监测装置
CN105050964A (zh) * 2013-03-15 2015-11-11 艺康美国股份有限公司 抑制液体系统中的污塞的方法
CN112105444A (zh) * 2018-04-23 2020-12-18 美商戽水车水科技股份有限公司 用于实时直接膜表面监控的方法和设备
CN113242760A (zh) * 2018-12-21 2021-08-10 埃科莱布美国股份有限公司 用于监测渗透膜完整性的快速示踪剂注射
CN115072937A (zh) * 2022-07-15 2022-09-20 山东辰广环保装备有限公司 一种解决水处理膜生物污染的预处理工艺

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7169236B2 (en) * 2002-03-28 2007-01-30 Nalco Company Method of monitoring membrane cleaning processes
US7060136B1 (en) * 2002-03-28 2006-06-13 Nalco Company Method of monitoring membrane cleaning processes
US20060199260A1 (en) * 2002-05-01 2006-09-07 Zhiyu Zhang Microbioreactor for continuous cell culture
US6699684B2 (en) * 2002-07-23 2004-03-02 Nalco Company Method of monitoring biofouling in membrane separation systems
US20060180548A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-17 Zhenghua Ji Liquid depletion in solid phase separation processes
JP2006266922A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Japan Organo Co Ltd 水質監視装置および方法
CA2507176A1 (fr) * 2005-05-09 2006-11-09 Produits Chimiques Magnus Ltee Utilisation de ethers de glycol comme biodispersants dans les systemes de chauffage et de refroidissement
WO2007006153A1 (en) 2005-07-12 2007-01-18 Zenon Technology Partnership Process control for an immersed membrane system
WO2008038575A1 (fr) * 2006-09-25 2008-04-03 Toray Industries, Inc. PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT D'Une installation DE FILTRATION suR MEMBRANE D'OSMOSE INVERSE, ET installation DE FILTRATION sur MEMBRANE D'OSMOSE INVERSE
US8247363B2 (en) * 2007-05-04 2012-08-21 Ecolab Usa Inc. MG++ chemistry and method for fouling inhibition in heat processing of liquid foods and industrial processes
US20080274208A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-06 Michael Joseph Unhoch Water treatment containing DBNPA for use in sanitizing recreational water
US7749329B2 (en) * 2007-05-04 2010-07-06 Ecolab Inc. Cleaning compositions containing water soluble magnesium compounds and methods of using them
US20100075006A1 (en) * 2007-08-06 2010-03-25 Delaval Holding Ab Antimicrobial Process Using Peracetic Acid During Whey Processing
JP2009183825A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 水処理装置
CN102015076A (zh) * 2008-02-19 2011-04-13 Abb研究有限公司 膜分离过程的在线性能管理
US8481302B2 (en) * 2008-11-03 2013-07-09 General Electric Company Total bacteria monitoring system
US20100112630A1 (en) * 2008-11-03 2010-05-06 Scott Martell Boyette Methods for measuring microbiological content in aqueous media
US20130078730A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Michael J. Murcia Method for monitoring and control of a wastewater process stream
US9475709B2 (en) 2010-08-25 2016-10-25 Lockheed Martin Corporation Perforated graphene deionization or desalination
KR101210914B1 (ko) * 2010-11-10 2012-12-11 한국과학기술연구원 형광단백질 구조체를 이용한 분리막 오염도 정량분석 방법 및 장치
JP5773138B2 (ja) * 2011-03-31 2015-09-02 栗田工業株式会社 分離膜の劣化予測方法
US9610546B2 (en) 2014-03-12 2017-04-04 Lockheed Martin Corporation Separation membranes formed from perforated graphene and methods for use thereof
US9870895B2 (en) 2014-01-31 2018-01-16 Lockheed Martin Corporation Methods for perforating two-dimensional materials using a broad ion field
US9834809B2 (en) 2014-02-28 2017-12-05 Lockheed Martin Corporation Syringe for obtaining nano-sized materials for selective assays and related methods of use
US9744617B2 (en) 2014-01-31 2017-08-29 Lockheed Martin Corporation Methods for perforating multi-layer graphene through ion bombardment
US10653824B2 (en) 2012-05-25 2020-05-19 Lockheed Martin Corporation Two-dimensional materials and uses thereof
US9790535B2 (en) 2012-09-25 2017-10-17 General Electric Company Disposable container for bioburden sample collection and detection
TW201504140A (zh) 2013-03-12 2015-02-01 Lockheed Corp 形成具有均勻孔尺寸之多孔石墨烯之方法
GB2514609A (en) * 2013-05-31 2014-12-03 Martek Marine Ltd Water monitor/treatment apparatus and method
US9572918B2 (en) 2013-06-21 2017-02-21 Lockheed Martin Corporation Graphene-based filter for isolating a substance from blood
FI126456B (en) * 2013-08-26 2016-12-15 Kemira Oyj Method for detecting transparent exopolymers in a water sample
JP6401491B2 (ja) * 2013-08-28 2018-10-10 オルガノ株式会社 分離膜のスライム抑制方法、逆浸透膜またはナノろ過膜用スライム抑制剤組成物、および分離膜用スライム抑制剤組成物の製造方法
KR101508852B1 (ko) 2013-11-29 2015-04-07 성균관대학교산학협력단 에어를 이용한 막증류모듈 역세정 장치 및 방법
WO2015116857A2 (en) 2014-01-31 2015-08-06 Lockheed Martin Corporation Processes for forming composite structures with a two-dimensional material using a porous, non-sacrificial supporting layer
CN106232205A (zh) 2014-03-12 2016-12-14 洛克希德马丁公司 由有孔石墨烯形成的分离膜
JP6205301B2 (ja) * 2014-04-07 2017-09-27 株式会社神鋼環境ソリューション 水処理方法及び水処理設備
JP6655551B2 (ja) * 2014-04-09 2020-02-26 エヌシーエイチ コーポレイションＮｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 水システムにおけるバイオフィルムの成長を検出するシステム及び方法
CN106457078A (zh) * 2014-05-01 2017-02-22 洛克希德马丁公司 使用包括穿孔二维材料的滤膜分离和测定目标实体
SG11201609169UA (en) 2014-05-08 2016-12-29 Organo Corp Filtration treatment system and filtration treatment method
WO2015199669A1 (en) 2014-06-25 2015-12-30 Halliburton Energy Services, Inc. In situ evaluation of filter parameters with opticoanalytical devices
CN104062450B (zh) * 2014-07-04 2015-12-02 天津工业大学 一种原位监测膜组件污染的方法
MX2017002738A (es) 2014-09-02 2017-08-02 Lockheed Corp Membranas de hemodialisis y hemofiltracion basadas en un material de membrana bidimensional y metodos que emplean las mismas.
JP6415331B2 (ja) * 2015-01-16 2018-10-31 アズビル株式会社 精製水製造装置の監視システム及び精製水製造装置の監視方法
US10850999B2 (en) 2015-04-24 2020-12-01 Ecolab Usa Inc. Submergible biocide reactor and method
CN105013329A (zh) * 2015-07-07 2015-11-04 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种表征超滤膜膜污染的方法
AU2016296712B2 (en) 2015-07-20 2022-03-10 Ecolab Usa Inc. Methods of conditioning membranes
CA2994549A1 (en) 2015-08-05 2017-02-09 Lockheed Martin Corporation Perforatable sheets of graphene-based material
WO2017023377A1 (en) 2015-08-06 2017-02-09 Lockheed Martin Corporation Nanoparticle modification and perforation of graphene
KR20190019907A (ko) 2016-04-14 2019-02-27 록히드 마틴 코포레이션 자유-플로팅 방법을 사용한 대규모 이송을 위한 그래핀 시트 취급 방법
JP2019521055A (ja) 2016-04-14 2019-07-25 ロッキード・マーチン・コーポレーション グラフェン欠陥の選択的界面緩和
WO2017180133A1 (en) 2016-04-14 2017-10-19 Lockheed Martin Corporation Methods for in situ monitoring and control of defect formation or healing
WO2017180135A1 (en) 2016-04-14 2017-10-19 Lockheed Martin Corporation Membranes with tunable selectivity
WO2017180134A1 (en) 2016-04-14 2017-10-19 Lockheed Martin Corporation Methods for in vivo and in vitro use of graphene and other two-dimensional materials
CA3020874A1 (en) 2016-04-14 2017-10-19 Lockheed Martin Corporation Two-dimensional membrane structures having flow passages
BR112018077352B1 (pt) * 2016-07-01 2022-07-05 Total Sa Método de limpeza de um sistema de filtração de água sob operação
CA3044272C (en) 2016-11-25 2022-12-06 Island Water Technologies Inc. Bio-electrochemical sensor and method for optimizing performance of a wastewater treatment system
US11726026B2 (en) * 2017-02-02 2023-08-15 King Abdullah University Of Science And Technology Fluorescence based extracellular enzyme activity assay for early detection of biofouling in seawater desalination systems
JP6721929B2 (ja) * 2017-06-16 2020-07-15 株式会社神鋼環境ソリューション 微生物活性の推定方法、該推定方法を有する水処理方法、及び、該水処理方法を行う水処理設備
EP3743384A1 (en) * 2018-01-22 2020-12-02 Ecolab Usa Inc. Method for permeate flow path sanitization in a reverse osmosis system
AU2019226561A1 (en) 2018-03-02 2020-09-17 Ecolab Usa Inc. Ultralow range fluorometer calibration
US11203536B1 (en) 2018-08-13 2021-12-21 Garratt-Callahan Company Use of hollow fiber filtration in conjunction with precipitant technologies to reclaim water from complex aqueous waste streams
KR20210082496A (ko) * 2018-11-01 2021-07-05 바이오파울링 테크놀로지스, 인코포레이티드 내구성 있는 바이오 파울링 보호
CN109499396B (zh) * 2018-11-30 2021-06-15 南京林业大学 一种具备荧光监测功能的超滤膜及其制备方法
WO2021087349A1 (en) * 2019-11-01 2021-05-06 Ecolab Usa Inc. Accurate biocide dosing for low concentration membrane biofouling control applications
US11772051B2 (en) 2020-04-20 2023-10-03 Ecolab Usa Inc. Charge neutral biocide dosing control for membrane biofouling control applications

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3110022C2 (de) * 1981-03-16 1986-06-05 Fresenius AG, 6380 Bad Homburg Vorrichtung zur Erzeugung steriler Flüssigkeiten
US4763537A (en) * 1986-12-15 1988-08-16 The Texas A&M University System Process for protecting electrochemical sensors from biofouling in an aquatic environment
US4783314A (en) 1987-02-26 1988-11-08 Nalco Chemical Company Fluorescent tracers - chemical treatment monitors
US4992380A (en) 1988-10-14 1991-02-12 Nalco Chemical Company Continuous on-stream monitoring of cooling tower water
US5041386A (en) 1988-12-19 1991-08-20 Nalco Chemical Company Concentration cycles, percent life holding time and continuous treatment concentration monitoring in boiler systems by inert tracers
US5304800A (en) 1992-11-10 1994-04-19 Nalco Chemical Company Leak detection and responsive treatment in industrial water processes
US5320967A (en) 1993-04-20 1994-06-14 Nalco Chemical Company Boiler system leak detection
US5435969A (en) * 1994-03-29 1995-07-25 Nalco Chemical Company Monitoring water treatment agent in-system concentration and regulating dosage
CN1069162C (zh) * 1994-05-02 2001-08-08 诺尔科化学公司 用作改进的抗微生物剂的荧光杀生物剂组合物
US5714387A (en) 1994-12-22 1998-02-03 Nalco Chemical Company Tracer technology for dust control
US5736351A (en) * 1995-01-09 1998-04-07 New Horizons Diagnostics Corporation Method for detection of contaminants
DE19704656A1 (de) * 1997-02-07 1998-08-13 Gruenbeck Josef Wasseraufb Einrichtung zur Lenkung, Steuerung, Regelung, Messung und Überwachung von Flüssigkeitsströmen und Wasseraufbereitungsanlage
JPH10282410A (ja) 1997-04-04 1998-10-23 Hinode:Kk Ｃｃｔｖ用レンズ
US5916937A (en) * 1997-09-30 1999-06-29 General Electric Company Heat cured fluorosilicone rubber compositions having improved compression set
US5905197A (en) * 1998-01-22 1999-05-18 Hydranautics, Inc. Membrane sampling device
US6180056B1 (en) * 1998-12-10 2001-01-30 Buckman Laboratories International Inc. Method and compositions for minimizing biological and colloidal fouling
US6311546B1 (en) * 1998-12-11 2001-11-06 Buckman Laboratories International, Inc. Biofouling monitor and methods to monitor or detect biofouling
US6358746B1 (en) * 1999-11-08 2002-03-19 Nalco Chemical Company Fluorescent compounds for use in industrial water systems
US6440689B1 (en) * 1999-12-30 2002-08-27 Ondeo Nalco Company Measurement of microbiological activity in an opaque medium
US6329165B1 (en) 1999-12-30 2001-12-11 Nalco Chemical Company Measurement and control of sessile and planktonic microbiological activity in industrial water systems
US6730227B2 (en) * 2002-03-28 2004-05-04 Nalco Company Method of monitoring membrane separation processes
US6699684B2 (en) * 2002-07-23 2004-03-02 Nalco Company Method of monitoring biofouling in membrane separation systems

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830543A (zh) * 2010-03-26 2010-09-15 深圳市中电加美电力技术有限公司 海水直流冷却系统的海生物控制工艺
CN101830543B (zh) * 2010-03-26 2014-10-15 深圳市中电加美电力技术有限公司 海水直流冷却系统的海生物控制工艺
CN103180034A (zh) * 2010-10-21 2013-06-26 日东电工株式会社 膜分离装置、膜分离装置的运转方法及使用膜分离装置的评价方法
CN103674812A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 波音公司 固体、气雾剂、蒸汽、液体和气体的浓度以及颗粒大小的测量
CN104703925A (zh) * 2012-10-12 2015-06-10 东丽株式会社 逆渗透膜过滤设施的操作方法和生物膜形成监测装置
CN105050964B (zh) * 2013-03-15 2017-06-13 艺康美国股份有限公司 抑制液体系统中的污塞的方法
US11186499B2 (en) 2013-03-15 2021-11-30 Ecolab Usa Inc. Methods of inhibiting fouling in liquid systems
CN105050964A (zh) * 2013-03-15 2015-11-11 艺康美国股份有限公司 抑制液体系统中的污塞的方法
CN103743696A (zh) * 2013-11-11 2014-04-23 国家电网公司 一种反渗透膜的氧化判定方法
CN103551045B (zh) * 2013-11-11 2016-03-16 国家电网公司 一种反渗透膜的氧化情况的染料判定方法
CN103551045A (zh) * 2013-11-11 2014-02-05 国家电网公司 一种反渗透膜的氧化情况的染料判定方法
CN112105444A (zh) * 2018-04-23 2020-12-18 美商戽水车水科技股份有限公司 用于实时直接膜表面监控的方法和设备
CN112105444B (zh) * 2018-04-23 2022-08-16 美商戽水车水科技股份有限公司 用于实时直接膜表面监控的方法和设备
CN113242760A (zh) * 2018-12-21 2021-08-10 埃科莱布美国股份有限公司 用于监测渗透膜完整性的快速示踪剂注射
CN113242760B (zh) * 2018-12-21 2023-10-03 埃科莱布美国股份有限公司 用于监测渗透膜完整性的快速示踪剂注射
CN115072937A (zh) * 2022-07-15 2022-09-20 山东辰广环保装备有限公司 一种解决水处理膜生物污染的预处理工艺

Also Published As

Publication number Publication date
EP1539994B1 (en) 2009-09-16
US20040203088A1 (en) 2004-10-14
PT1539994E (pt) 2009-12-21
BR0312819B1 (pt) 2014-12-09
BR0312819A (pt) 2005-10-18
EP1539994A4 (en) 2006-08-09
JP4387302B2 (ja) 2009-12-16
AU2003230706B2 (en) 2009-01-29
ES2333594T3 (es) 2010-02-24
EP1539994A2 (en) 2005-06-15
US20040115757A1 (en) 2004-06-17
CN100379877C (zh) 2008-04-09
US20040018583A1 (en) 2004-01-29
MXPA05000928A (es) 2005-03-23
JP2005533638A (ja) 2005-11-10
WO2004009497A3 (en) 2004-04-08
WO2004009497A2 (en) 2004-01-29
AU2003230706A1 (en) 2004-02-09
DE60329304D1 (de) 2009-10-29
ATE443155T1 (de) 2009-10-15
US6699684B2 (en) 2004-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1685060A (zh) 监测膜分离系统中生物污染的方法
KR101370689B1 (ko) 역삼투막 여과 플랜트의 운전 방법, 및 역삼투막 여과 플랜트
JP5075639B2 (ja) 処理剤残留物のモニタ及び水処理プロセスにおける処理剤投与量の制御方法
JP4874008B2 (ja) 細菌を検出する方法およびその装置
CN1642626A (zh) 薄膜分离流程的监测方法
JP2007289941A (ja) 有機性廃水の処理方法及び処理装置
CN1957089A (zh) 污染测量
US20130344533A1 (en) Methods and devices for handling biofouling
JP2007033353A (ja) 微生物検出システム
JP2014083521A (ja) アルデヒド含有排水の処理方法およびアルデヒド含有排水の処理装置
US8525130B2 (en) Method for measuring biological contamination of sea water desalination facility and system thereof
CN109694164A (zh) 一种氨基酸母液的回收处理方法
CN1768131A (zh) 一种菌株及一种减少总溶解固体的方法
WO2013129111A1 (ja) 造水方法
JP2014193452A (ja) 有機性汚水の処理方法
JP5087832B2 (ja) 有機性廃水の処理方法および処理装置
CN1284135A (zh) 用有毒化合物抑制和杀灭厌氧菌的快速评定方法
JP2014188385A (ja) 造水方法
KR20070097114A (ko) 수처리 공정에서 처리제 잔존물의 모니터링 및 처리제투여량 조절 방법
EP3950602B1 (en) Membrane separation method
JP4370956B2 (ja) 溶解性有機物含有液の処理方法および処理装置
Starodub et al. Biosensor based on the photoluminescent bacteria and its use for express control of water contamination by some surface active substances

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080409

CX01 Expiry of patent term