Способ мониторинга микробиологической активности в технологических потоках

Способ мониторинга микробиологической активности в технологических потоках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству для мониторинга микробиологической активности в технологических потоках и способу мониторинга микробиологической активности в технологических потоках.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Рост микробов в промышленных системах водоснабжения может приводить к загрязнению и обрастанию поверхностей оборудования. Если рост недостаточно контролируют, то загрязнение может приводить к появлению неприятных запахов и к снижению функциональной активности добавок (например, микроорганизмы могут вырабатывать каталазу, поскольку используют перекиси водорода для повышения белизны, и могут вырабатывать целлюлазу, которая может влиять на прочность волокна). При недостаточном контроле уровня обрастания поверхности, образующиеся биопленки будут влиять на теплообмен, а в случае систем, применяемых в бумажной промышленности, возникновение биопленки может приводить к необходимости замедления производственного процесса и остановки производства для очистки поверхностей от отложений, или грязь, попадающая на продукт с поверхностей, может приводить к возникновению дыр или пятен на готовой бумаге или плитах. Поэтому такие воды обрабатывают биоцидами с целью контроля роста микробов и предотвращения связанных с этим проблем.

Поскольку загрязнение и образование биопленки приводит к возникновению различных проблем в промышленных системах водоснабжения, а также поскольку планктонные и сидячие бактерии по-разному реагируют на меры биологического контроля, существует необходимость в отслеживании влияния программ биологического контроля на различные способы роста микробов.

Стандартные способы, которые обычно используют для мониторинга таких водных систем, включают стандартные способы чашечного подсчета (определение количества микроорганизмов посевом на чашках Петри). Эти способы требуют использования длительных инкубационных периодов и не дают достоверную информацию, необходимую для проактивного (профилактического) контроля и предупреждения проблем, связанных с ростом микробов. В недавнем прошлом в качестве средства профилактического контроля применяли анализ с использованием аденозинтрифосфата (АТФ). Однако применяемые для этого реагенты имеют высокую стоимость, и, кроме того, из больших водных систем отбирают небольшие по объему пробы воды. Сбор данных также производят нечасто, что приводит к значительным пробелам в данных. Таким образом, этот подход дает лишь ограниченную информацию о состоянии микроорганизмов в рассматриваемой системе. Кроме того, указанный подход обычно используют для мониторинга планктонных бактерий. Хотя в некоторых случаях возможно снятие поверхностного слоя и его анализ с целью подсчета количества бактерий, находящихся в биологической пленке. Указанные способы являются очень трудоемкими и требуют значительных временных затрат.

Для измерения микробной активности в текучих средах используют зонды для определения количества растворенного кислорода (РК), поскольку хорошо известно, что микробная активность и аэробный метаболизм приводят к уменьшению концентрации растворенного кислорода. В патентах США №5190728 и 5282537 описаны способ и оборудование для мониторинга обрастания в промышленных водах, с использованием измерений РК. Однако указанный способ требует использования питательных добавок, чтобы отличить биологическое обрастание от небиологического обрастания, и в патентах отсутствует упоминание о том, каким образом зонд регенерируют для дальнейших измерений после обрастания поверхности зонда. Кроме того, описанный подход требует средства непрерывной подачи кислорода.

Стандартный электрохимический зонд Кларка (Clark) для определения РК имеет много ограничений, например: химические помехи (H₂S, pH, CO₂, NH₃, SO₄, Cl^-, Cl₂, ClO₂, MeOH, EtOH и различные ионные частицы), частая калибровка и замена мембраны, замедленный отклик и нестабильные показания, влияние теплового удара и необходимость высокого расхода через мембрану. Новый тип зонда для определения растворенного кислорода (зонд РК), который с недавнего времени поставляет ряд производителей (например, HACH, Loveland, CO), практически не имеет указанных ограничений, и, таким образом, РК может быть измерен в технологических водах в оперативном режиме. Работа этого нового зонда для определения РК (ЛРК) основана на измерении продолжительности затухания флуоресценции, когда присутствие кислорода сокращает продолжительность флуоресценции возбужденного флуорофора. Флуорофор иммобилизуют в пленке на поверхности датчика и возбуждение обеспечивают при помощи голубого светодиода (СИД).

В патентах США №5698412 и 5856119 описан способ мониторинга и регулирования биологической активности в текучих средах, в которых РК измеряют вместе с рН, что позволяет отслеживать изменения в метаболическом поведении, в частности связанные с истощением питательного вещества/субстрата.

Остается потребность в разработке надежных и удобных способов мониторинга планктонных бактерий и бактерий биопленки, содержащихся в промышленных водах, которые могут обеспечить адекватное осуществление программ биологического контроля загрязнения и образования нежелательных биологических пленок. В этих способах не должны быть использованы реагенты, что позволит производить измерения микробиологической активности в условиях, типичных для окружающей среды (с минимальными изменениями). Эти способы должны быть автоматизированными, а также давать возможность дистанционного управления с монитора, удаленного доступа к данным, а также удаленного или автоматизированного управления с обратной связью для осуществления программ биологического контроля. Теоретически эти способы должны обеспечивать определение различий между микробной активностью на поверхности и общей активностью воды, что позволит определять адекватный ответ программ биологического контроля на проблемы, которые обычно возникают при попытке контролировать микроорганизмы в биологических пленках. Кроме того, эти способы должны давать информацию о природе отложений (биологических или небиологических), что в свою очередь способствует применению подходящих мер контроля.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает устройство для измерения микробиологической активности в технологическом потоке, включающее: (а) проточную ячейку, снабженную отверстиями, где по меньшей мере одно отверстие представляет собой впускное отверстие проточной ячейки для отбора текучей среды из указанного технологического потока и по меньшей мере одно отверстие представляет собой выпускное отверстие для выпуска текучей среды из указанной проточной ячейки; (b) зонд РК, присоединенный к одному из указанных отверстий; (c) возможно, зонд ОВП, присоединенный к одному из указанных отверстий; (d) очищающее приспособление, присоединенное к одному из указанных отверстий; (e) возможно, первый трубопровод, присоединенный к впускному отверстию проточной ячейки; (f) возможно, второй трубопровод, присоединенный к выпускному отверстию проточной ячейки, и (g), возможно, клапан, присоединенный к указанной проточной ячейке.

Настоящее изобретение также обеспечивает способ мониторинга объемной (полной) микробиологической активности воды в технологическом потоке, включающий: (a) присоединение устройства к технологическому потоку, причем указанное устройство включает проточную ячейку, снабженную отверстиями, где по меньшей мере одно отверстие представляет собой впускное отверстие проточной ячейки для отбора текучей среды из указанного технологического потока и по меньшей мере одно отверстие представляет собой выпускное отверстие для выпуска текучей среды из указанной проточной ячейки; зонд РК, присоединенный к одному из указанных отверстий; возможно, зонд ОВП, присоединенный к одному из указанных отверстий; возможно, очищающее приспособление, присоединенное к одному из указанных отверстий; возможно, первый трубопровод, присоединенный к впускному отверстию проточной ячейки; возможно, второй трубопровод, присоединенный к выпускному отверстию проточной ячейки, и, возможно, клапан, присоединенный к указанной проточной ячейке; (b) отбор текучей среды из указанного технологического потока в указанную проточную ячейку; (c) открытие клапана указанного устройства для пропускания текучей среды в указанную проточную ячейку; (d) по меньшей мере однократное измерение концентрации РК в указанном технологическом потоке при помощи указанного зонда РК, причем перед каждым измерением поверхность указанного зонда РК очищают; (e) закрытие клапана устройства для прекращения отбора текучей среды в указанную проточную ячейку; (f) по меньшей мере однократное измерение концентрации РК текучей среды, находящейся внутри устройства, при помощи указанного зонда РК, причем перед каждым измерением поверхность указанного зонда РК очищают; (g) вычисление разности ΔРК между показаниями, полученными на стадии (d) и стадии (f), и (h) установление соотношения по меньшей мере между указанным значением ΔРК, полученным на стадии (g), и объемной (полной) микробиологической активностью в указанном технологическом потоке.

Настоящее изобретение также обеспечивает способ измерения поверхностной микробиологической активности в технологическом потоке, который включает: (a) присоединение устройства к технологическому потоку; причем указанное устройство включает проточную ячейку, снабженную отверстиями, где по меньшей мере одно отверстие представляет собой впускное отверстие проточной ячейки для отбора текучей среды из указанного технологического потока и по меньшей мере одно отверстие представляет собой выпускное отверстие для выпуска текучей среды из указанной проточной ячейки; зонд РК, присоединенный к одному из указанных отверстий; возможно, зонд ОВП, присоединенный к одному из указанных отверстий; возможно, очищающее приспособление, присоединенное к одному из указанных отверстий; возможно, первый трубопровод, присоединенный к впускному отверстию проточной ячейки; возможно, второй трубопровод, присоединенный к выпускному отверстию проточной ячейки, и, возможно, клапан, присоединенный к указанной проточной ячейке; (b) отбор текучей среды из указанного технологического потока в указанную проточную ячейку; (c) открытие клапана указанного устройства для пропускания текучей среды в указанную проточную ячейку; (d) по меньшей мере однократное измерение концентрации РК в указанном технологическом потоке при помощи указанного зонда РК, причем перед каждым измерением указанный зонд РК не очищают; (e) очистку поверхности указанного зонда РК; (f) по меньшей мере однократное измерение концентрации РК текучей среды, находящейся внутри устройства, при помощи указанного зонда РК, и при этом, возможно, перед каждым измерением поверхность указанного зонда РК очищают; (g) вычисление разности ΔРК между показаниями, полученными на стадии (d) и стадии (f), и (h) установление соотношения по меньшей мере между указанным значением ΔРК, полученным на стадии (g), и поверхностной микробиологической активностью.

Настоящее изобретение также относится к способу мониторинга как объемной (полной) микробиологической активности, так и поверхностной микробиологической активности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 схематически показано устройство, включающее проточную ячейку, зонд РК, очищающее приспособление и, возможно, зонд для определения ОВП.

На Фиг.2 схематически показано устройство, установленное на крепежной пластине внутри корпуса; при этом устройство включает проточную ячейку, зонд РК, зонд для определения ОВП, очищающее приспособление, включающее соленоид грязесъемника, первый трубопровод, второй трубопровод и клапан.

На Фиг.3 схематически показано устройство, которое включает зонд РК, зонд для определения ОВП и очищающее приспособление.

На Фиг.4 схематически показано устройство, которое включает проточную ячейку, зонд РК, зонд для определения ОВП и очищающее приспособление, включающее скребок грязесъемника.

На Фиг.5 схематически показана проточная ячейка и элемент, применяемый для увеличения площади поверхности.

На Фиг.6 представлены данные, полученные на бумажной фабрике, которые относятся к объемной (полной) микробиологической активности и обрастанию поверхностей.

На Фиг.7 представлены данные, полученные на бумажной фабрике, которые имеют отношение к объемной (полной) микробиологической активности и обрастанию поверхностей.

На Фиг.8 представлена блок-схема мониторинга объемной микробиологической активности и/или поверхностной микробиологической активности.

На Фиг.9 представлен один из примеров осуществления настоящего изобретения, включающий проточную ячейку, присоединенную к зонду РК, зонду для определения ОВП и очищающему приспособлению.

На Фиг.10 представлен один из примеров осуществления настоящего изобретения, включающий ОДО и проточную ячейку, присоединенную к зонду РК, зонду для определения ОВП и очищающему приспособлению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Определение терминов

«РК» означает растворенный кислород.

«Зонд РК» включает зонд любого типа, при помощи которого может быть измерена концентрация растворенного кислорода. Предпочтительно зонд РК представляет собой зонд для определения растворенного кислорода люминесцентным способом («зонд РК»). «ЛРК» означает концентрацию растворенного кислорода, измеренную люминесцентным способом. Зонды ЛРК (зонды для измерения концентрации растворенного кислорода люминесцентным способом) позволяют определять концентрации растворенного кислорода на основании продолжительности затухания флуоресценции, где присутствие кислорода сокращает продолжительность флуоресценции возбужденного флуорофора. Флуорофор иммобилизуют в пленке на поверхности датчика и возбуждение обеспечивают при помощи голубого СИД. Зонды ЛРК поставляет Hach Company, Loveland, CO. Зонды обычно имеют сенсорную головку, при помощи которой регистрируют измерения.

«ОВП» означает окислительно-восстановительный потенциал. Зонды для определения ОВП поставляет Walchem Corporation, Holliston, MA.

«REDOX» означает состояние окисления-восстановления.

«ОДО» означает оптический датчик обрастания. Для этой цели может быть использован любой оптический датчик обрастания, подходящий для конкретного способа. Он включает любое обычное контрольно-измерительное средство для определения отложений, например кварцевые микровесы.

«Клапан» означает любое средство, которое позволяет регулировать поток текучей среды.

«Очищающее приспособление» представляет собой любое приспособление(я), при помощи которого производят очистку поверхности, например поверхности зонда РК и/или поверхности зонда ОВП.

«Технологический поток» означает любую текучую среду, используемую при осуществлении промышленного способа, например текучую среду, отобранную из трубопровода установки изготовления бумаги, и текучую среду, отобранную из пульпораспределителя установки изготовления бумаги.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Микробная активность в технологических потоках может быть измерена косвенными способами путем мониторинга потребления растворенного кислорода, поскольку потребление растворенного кислорода непосредственно связано с количеством АТФ, вырабатываемым клетками при аэробном дыхании, а количество АТФ, вырабатываемое клетками, зависит от уровня микробной активности в указанных технологических потоках. Способы, описываемые в настоящем изобретении, непригодны для проведения измерений в технологических потоках с низкими уровнями РК, в которых аэробное дыхание не является основным способом выработки энергии в клетках микробов.

Данные об измерениях РК, полученные в технологических потоках, должны быть преобразованы в проценты от концентрации насыщения, полученной на основании показателей давления, температуры и солености технологических потоков. Это помогает нормализовать данные, включающие технологические флуктуации указанных параметров. В особенности важна коррекция температуры, поскольку во время анализа, производимого при остановке потока, при котором прекращают отбор текучей среды в проточную ячейку, температура технологических потоков снижается на 1-10 градусов Цельсия.

Для повышения достоверности соотношения между потреблением растворенного кислорода и микробиологической активностью REDOX состояние технологической текучей среды должно быть окислительным, чтобы потребление кислорода не происходило в результате процессов химического окисления. На REDOX состояние технологических потоков влияют такие факторы, как рН. Высокие значения рН, например, в случае, если значения рН технологической воды превышают 9,5, могут приводить к окислению органических материалов в технологических текучих средах даже при повышенных REDOX условиях.

Таким образом, предпочтительно ОВП технологического потока следует измерять вместе с концентрацией РК, чтобы убедиться, что потребление растворенного кислорода в первую очередь связано с микробиологической активностью, а не с химическими реакциями, происходящими в технологическом потоке.

A. УСТРОЙСТВО

Устройство было сконструировано для практического измерения растворенного кислорода в технологических потоках. К предлагаемому устройству могут быть присоединены другие аналитические средства, например зонд ОВП (зонд для определения ОВП).

Как показано на Фиг.1, устройство включает проточную ячейку (1); зонд (2) РК; возможно, зонд (3) ОВП; и очищающее приспособление (7).

Проточная ячейка (1) снабжена отверстиями. Эти отверстия служат для обеспечения возможности протекания текучей среды через проточную ячейку (1). Размер и форма отверстий может различаться; в частности, следует учитывать тип технологического потока.

Из Фиг.3 видно, что проточная ячейка (1) включает впускное отверстие (13) и выпускное отверстие (14). Диаметр отверстий должен быть достаточно большим для свободного протекания текучей среды из технологического потока через проточную ячейку (1) и предотвращения закупоривания проточной ячейки (1), а также предотвращения небиологического обрастания как поверхности зонда (2) РК, так и поверхности зонда (3) ОВП. Таким образом, диаметр проточной ячейки (1) зависит от многих факторов, например от типа технологического потока.

Отверстия в проточной ячейке также служат для присоединения к ней различных средств, например зонда (2) РК, зонда (3) ОВП и/или очищающего приспособления (7) для осуществления одного или более измерений параметров технологического потока. К проточной ячейке могут быть присоединены и другие средства, например измеритель кислотности (рН-метр).

В частности, к проточной ячейке (1) присоединяют зонд (2) РК и/или зонд (3) ОВП.

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения зонд (2) РК и зонд (3) ОВП присоединены к проточной ячейке. Зонды могут быть присоединены к одному из отверстий проточной ячейки (1) различными способами, известными специалистам в данной области техники. Присоединение может быть осуществлено при помощи любых средств присоединения и/или монтажа или подобных средств. Например, в проточную ячейку (1) может быть вмонтировано некоторое приспособление, и в это приспособление может быть введен зонд/средство, которое жестко закрепляют на месте.

Как показано на Фиг.3, зонды установлены вровень со стенкой проточной ячейки (1).

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения по меньшей мере часть указанного зонда (2) РК и, возможно, зонда (3) ОВП проходит внутрь указанной проточной ячейки.

В другом примере осуществления настоящего изобретения зонд (2) РК включает сенсорную головку РК, и при этом по меньшей мере часть указанной сенсорной головки РК проходит внутрь указанной проточной ячейки, и, возможно, при этом указанный зонд (3) ОВП включает сенсорную головку для определения ОВП, и при этом по меньшей мере часть указанной сенсорной головки для определения ОВП проходит внутрь указанной проточной ячейки.

В другом примере осуществления настоящего изобретения зонды должны быть ориентированы таким образом, чтобы не препятствовать в значительной степени потоку текучей среды, пропускаемому через проточную ячейку (1).

В другом примере осуществления настоящего изобретения зонд (2) РК и зонд (3) ОВП расположены напротив друг друга.

На Фиг.2 представлены дополнительные признаки устройства. Более конкретно, на Фиг.2 представлен первый трубопровод (4), клапан (6), присоединенный к первому трубопроводу (4), сток (15), присоединенный к первому трубопроводу (4), проточная ячейка (1), зонд (2) РК, зонд (3) ОВП, очищающее приспособление (7), соленоид (9), присоединенный к указанному очищающему приспособлению (7), и второй трубопровод (5).

Первый трубопровод (4) и второй трубопровод (5) присоединены к одному или более отверстиям в указанной проточной ячейке (1), а также к корпусу, в котором находится технологический поток. Присоединение может быть осуществлено различными способами, известными специалистам данной области техники. Например, первый трубопровод (4) может быть присоединен к технологическому потоку при помощи системы труб.

Первый трубопровод (4) служит для ввода и/или отвода текучей среды из технологического потока в проточную ячейку (1) и/или другие средства, например ОДО. Первый трубопровод (4) может быть расположен любым способом, облегчающим перемещение текучей среды из технологического потока в проточную ячейку (1). Например, механизм, приводимый в движение силой тяжести или подачей энергии, например насос, может отбирать текучую среду из технологического потока в устройство, включающее проточную ячейку (1).

В другом примере осуществления настоящего изобретения для предотвращения обратного тока и/или ограничения потока, поступающего в технологический поток, к первому трубопроводу (4) может быть присоединен сток (15).

Второй трубопровод (5) служит для выпуска текучей среды, протекающей через проточную ячейку (1), а также в качестве резервуара для хранения текучей среды из технологического потока. В частности, второй трубопровод (5) может быть ориентирован в пространстве так, что текучая среда удерживается внутри проточной ячейки (1) для проведения измерений в условиях остановки потока. Например, второй трубопровод (5) располагают так, что текучая среда может удерживаться внутри проточной ячейки (1) под действием силы тяжести.

В другом примере осуществления настоящего изобретения второй трубопровод (5) также может действовать как сток.

Клапан (6) присоединен к проточной ячейке (1). В частности, клапан (6) присоединен к проточной ячейке (1) таким образом, чтобы обеспечить его требуемое назначение. Клапан(ы) контролирует(ют)/регулирует(ют) поток текучей среды из технологического потока в проточную ячейку (1).

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения клапан (6) присоединен к проточной ячейке через первый трубопровод (4). В частности, клапан (6) вставлен/присоединен к первому трубопроводу (4) так, что в закрытом положении клапана поток ограничен, а в открытом положении клапана (6) протекание потока происходит свободно.

В другом примере осуществления настоящего изобретения с помощью клапана(ов) (6) можно регулировать поток текучей среды в ОДО и/или в проточную ячейку(1).

В другом примере осуществления настоящего изобретения диаметр клапана (6) должен быть достаточно большим и не препятствовать протеканию потока технологической воды с высоким содержанием твердой фазы.

В другом примере осуществления настоящего изобретения клапан (6) также может предотвращать вытекание текучей среды из проточной ячейки (1) или второго трубопровода (5), что позволяет регистрировать показания в условиях остановки потока.

В другом примере осуществления настоящего изобретения диаметр клапана (6) составляет по меньшей мере 2,54 см (один дюйм).

В другом примере осуществления настоящего изобретения клапан (6) представляет собой шаровой клапан.

В другом примере осуществления настоящего изобретения клапан (6) приводят в действие вручную, электрическим механизмом или пневматическим механизмом.

В другом примере осуществления настоящего изобретения шаровым клапаном (6) приводят в действие вручную, электрическим механизмом или пневматическим механизмом.

На Фиг.2 и 4 показано, что очищающее приспособление (7) может быть присоединено к одному из отверстий проточной ячейки (1). Очищающее приспособление служит для очистки поверхности зонда (2) РК и/или поверхности зонда (3) ОВП, и расположение указанного устройства должно обеспечивать возможность выполнения указанной функции. Очищающее приспособление (7) может очищать другие средства, присоединенные к проточной ячейке (1).

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения обеспечивают возможность перемещения очищающего приспособления (7) по поверхности проточной ячейки (1).

В другом примере осуществления настоящего изобретения обеспечивают возможность перемещения очищающего приспособления (7) по поверхности проточной ячейки (1) и очистки одного или более средств/зондов, например зонда (2) РК, зонда (3) ОВП или других видов аналитических средств, которые могут быть присоединены к проточной ячейке (1).

В другом примере осуществления настоящего изобретения очищающее приспособление (7) включает грязесъемник (8) или щетку.

В другом примере осуществления настоящего изобретения очищающее приспособление (7) приводят в действие при помощи соленоида (9) грязесъемника. Соленоид (9) получает команды от контроллера, который снабжен логической схемой, подающей команды, когда нужно производить очистку и когда не нужно производить очистку.

Как показано на Фиг.4, грязесъемник (8) установлен с возможностью перемещения по проточной ячейке в направлении, перпендикулярном как зонду (2) РК, так и зонду (3) ОВП.

Добавление одной или более перегородок (11) в проточную ячейку (1) позволяет увеличить площадь проточной ячейки (1). На Фиг.5 представлена модифицированная проточная ячейка. Конкретно, к проточной ячейке прикрепляют элемент, включающий более одной перегородки. Элемент может быть прикреплен к проточной ячейке несколькими способами. Аналогично, можно также использовать другие приспособления, которые могут увеличить площадь поверхности.

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения элемент (10) закрепляют на проточной ячейке (1) при помощи адаптера (12). Элемент включает впускное отверстие (15) элемента, в которое поступает поток из указанного технологического потока, и выпускное отверстие, которое присоединено к проточной ячейке.

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения первый трубопровод (4) сначала присоединяют к элементу (10) вместо присоединения его непосредственно к проточной ячейке (1).

В другом примере осуществления настоящего изобретения элемент (10) включает одну или более перегородок (11).

Устройство может быть приспособлено для мониторинга объемной (полной) микробиологической активности воды, поверхностной микробиологической активности или их сочетания.

B. МОНИТОРИНГ ОБЪЕМНОЙ (ПОЛНОЙ) МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПОТОКЕ

Настоящее изобретение относится к способу мониторинга объемной (полной) микробиологической активности в технологическом потоке. Объемная (полная) микробиологическая активность означает микробиологическую активность в объеме технологического потока, например планктонных микроорганизмов и сидячих микроорганизмов, в технологическом потоке.

Объемную (полную) микробиологическую активность технологического потока определяют измерением концентрации РК в технологическом потоке. Совместно с этим параметром могут быть измерены и другие параметры. Более конкретно, способ включает следующие стадии: (а) присоединение устройства к технологическому потоку, причем указанное устройство включает проточную ячейку, снабженную отверстиями, где по меньшей мере одно отверстие представляет собой впускное отверстие проточной ячейки для отбора текучей среды из указанного технологического потока и по меньшей мере одно отверстие представляет собой выпускное отверстие проточной ячейки для выпуска текучей среды из указанной проточной ячейки; зонд РК, присоединенный к одному из указанных отверстий; возможно, зонд ОВП, присоединенный к одному из указанных отверстий; возможно, очищающее приспособление, присоединенное к одному из указанных отверстий; возможно, первый трубопровод, присоединенный к впускному отверстию проточной ячейки; возможно, второй трубопровод, присоединенный к выпускному отверстию проточной ячейки, и, возможно, клапан, присоединенный к указанной проточной ячейке; (b) отбор текучей среды из указанного технологического потока в указанную проточную ячейку; (c) открытие клапана указанного устройства для пропускания текучей среды в указанную проточную ячейку; (d) по меньшей мере однократное измерение концентрации РК в указанном технологическом потоке при помощи указанного зонда РК, причем перед каждым измерением поверхность зонда РК очищают; (e) закрытие клапана указанного устройства для предотвращения отбора текучей среды в указанную проточную ячейку; (f) по меньшей мере однократное измерение концентрации РК текучей среды внутри указанного устройства при помощи зонда РК, причем перед каждым измерением поверхность зонда РК очищают; (g) вычисление разности ΔРК между показаниями, полученными на стадии (d) и стадии (f), и (h) установление соотношения по меньшей мере между указанным значением ΔРК, полученным на стадии (g), и объемной (полной) микробиологической активностью в указанном технологическом потоке.

Этот способ можно использовать для различных типов технологических потоков.

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения технологический поток представляет собой технологический поток из процесса, выбираемого из группы, состоящей из бумагоделательного процесса, процесса охлаждения воды, процесса обработки пищевых продуктов или напитков и процесса рекреационного водопользования.

Объемную микробиологическую активность воды измеряют путем наблюдения за изменением концентрации РК (ΔРК) при протекании и остановке потока. Совместно с указанным параметром могут быть измерены и другие параметры. Более конкретно, оценка значения ΔРК позволяет определить скорость потребления РК. Затем может быть установлено соотношение между скоростью потребления РК и микробиологической активностью указанного технологического потока, причем достоверность определения будет выше, если совместно с РК измеряют ОВП, поскольку если REDOX состояние текучей среды технологического потока не является окислительным, это может повлиять на измеренное значение РК.

Под условиями протекания потока понимают условия, когда текучая среда технологического потока может проходить через проточную ячейку, в которой производят измерения при помощи аналитического оборудования, которое присоединено к проточной ячейке, в частности, при помощи зонда РК, предназначенного для измерения концентрации РК текучей среды.

Под условиями остановки потока понимают условия, когда текучая среда технологического потока не может больше поступать в проточную ячейку. В условиях остановки потока текучую среду удерживают в проточной ячейке, где происходит отслеживание концентрации РК указанной текучей среды.

В условиях протекания потока, например при проведении стадии (d), концентрацию РК текучей среды технологического потока измеряют в течение времени, достаточного для получения точных показаний концентрации РК в технологическом потоке. Для этой цели необходимо произвести одно измерение или более. Специалист в данной области техники сможет без лишних экспериментов определить количество измерений, необходимое для получения точных показаний технологического потока, а также сможет определить промежутки времени между измерениями, которые необходимы для получения точных показаний технологического потока.

В условиях остановки потока, как на стадии (f), перед первым измерением РК текучей среды в проточной ячейке должно пройти значительное количество времени, чтобы гарантировать, что один или более микробиологических организмов в указанной среде имел достаточно времени для потребления кислорода, растворенного в указанной текучей среде. Этот период времени может быть различным и зависит от одного или более факторов, которые могут включать тип процесса, который отслеживают, и эффективность микробиологической программы, которую используют перед применением способа согласно настоящему изобретению. Например, если промышленная вода, используемая при производстве бумаги, сильно загрязнена микроорганизмами, то для потребления РК микроорганизмами может потребоваться меньше времени. Виды микроорганизмов (например, грибки или нитчатые бактерии) могут также влиять на скорость и степень потребления РК.

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения измерения в условиях протекания и остановки потока производят через одинаковые промежутки времени. В другом примере осуществления настоящего изобретения измерения в условиях протекания и остановки потока производят в течение одинакового периода времени и через одинаковые промежутки времени.

Мониторинг технологического потока можно осуществлять непрерывно, периодически или однократно. Непрерывный мониторинг обеспечивает условия реального времени, что позволяет быстро определять сбои системы в технологическом потоке.

ΔРК можно рассчитать различными способами.

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения объемную микробиологическую активность измеряют путем вычисления максимального изменения концентрации РК в течение периода непрерывного водного потока (в условиях протекания потока) относительно этой концентрации в условиях остановки потока, при которых поток технологической воды останавливают, закрывая клапан. Другими словами, для вычисления ЛРК используют максимальное изменение концентрации РК исходя из показаний, полученных на стадии (d) и стадии (f).

В другом примере осуществления настоящего изобретения значение ΔРК определяют, выбирая средний результат измерения РК на стадии (d) и минимальный результат измерения РК на стадии (f).

В другом примере осуществления настоящего изобретения значение ΔРК определяют, выбирая максимальный результат измерения на стадии (d) и минимальный результат измерения РК на стадии (f).

В другом примере осуществления настоящего изобретения значение ΔРК определяют, выбирая последний результат измерения стадии (d) и минимальный результат измерения РК на стадии (f).

В другом примере осуществления настоящего изобретения длительность измерения и промежуток времени между измерениями на стадии (d) и стадии (f) одинаковы.

Еще в одном из примеров осуществления настоящего изобретения длительность измерения на стадии (d) и стадии (f) может составлять от 5 до 240 минут.

Еще в одном из примеров осуществления настоящего изобретения длительность измерения составляет 30 минут и измерения записывают 5 раз на стадии (d) и стадии (f) через одинаковые промежутки времени.

Еще в одном из примеров осуществления настоящего изобретения поверхность тщательно очищают за 30 секунд до записи показаний на стадии (d) и стадии (f).

ОВП технологического потока можно измерять совместно с измерением концентрации РК в технологическом потоке.

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает по меньшей мере однократное измерение ОВП на стадии (d) и стадии (f) и очистку поверхности зонда ОВП перед каждым измерением.

В другом примере осуществления настоящего изобретения, если значение ОВП падает ниже заданного уровня, то к технологическому потоку можно добавлять один или более оксидантов.

В другом примере осуществления настоящего изобретения, если измеренное(ые) значение(я) ОВП падает(ют) ниже заданного уровня, то значения РК, которые измерены вместе с этими знач