农村净化水设备中的除菌过滤器定义与应用

：从0.45μm到0.22μm的演变

在20世纪60年代，膜过滤技术进入市场，当时普遍认为0.45微米级别的膜为“除菌级”过滤器。这种薄膜过滤器最初被广泛用于生物制品和液体药品中，用于去除细菌、酵母、霉菌和非生物颗粒物。但是，在上世纪60年代后期，一项研究揭示了当挑战密度达到10⁴-10^6个细胞/c㎡时，某些细菌能够穿透这层薄膜。这些细菌被命名为缺陷短波单胞菌（Brevundimonas diminuta），并且成为了检验除菌级过滤器效果的标准。

随着对微生物污染控制要求的提高，人们开始采用更致密（0.2或0.22微米）的滤膜作为新的标准。现在，我们知道除了使用更高效的物理屏障外，还需要通过其他方法，如巴氏消毒或紫外线消毒，以确保在工艺过程中有效监控和控制这些微小细菌。

那么，为何会将“除菌”定义为0.22微米？这一点可以通过以下公式来理解：

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 = 克服表面张力所需压力

θ = 液体与毛细管壁接触角

根据ASTM F838-15标准，如果一个分子筛具有挑战水平大于等于1×107cfu/cm2有效过滤面积，并能稳定地产生无菌流出，这样的分子筛就可以称作“除菌”级别。

采用隔离法去除液体中的細蟲最大好處在於該技術不僅能夠進行滅活，而且能夠維持過濾物質之物理、化學及生物穩定性。從巴斯德時代開始商業化生產與應用至今，這一過濾技術已經經歷了瓷質過濾柱、石棉纖維夾層以及現代薄膜過濾三個主要發展階段。

總結來說，農村地區之清潔水設備採用的「除蟲」級別過濾器，其標準由最初的0.45微米逐步提升至今日普遍認可的0.22微米，並且隨著對抗細小病原體需求增加，這一標準可能會繼續進一步調整以確保農村居民飲用水安全。