「什麼是菌膜(biofilm)!為什麼以前沒有聽過？」
「我不做微生物或生命科學方面的實驗，所以純水系統被微生物污染對我無所謂？」
首先，在我們需要先說明菌膜之前，先需要了解在環境中，微生物是如何生存的，它的生存策略是什麼！
Biofilm是由微生物所分泌的黏液所聚集在生物或非生物的表面，例如 ：牙垢、河床石頭上濕滑的軟泥、裝水一星期的花瓶內表面等等。
任何接觸水的表面都會形成 Biofilm
所有的純水系統，99%以上都會有微生物在水系統內部表面形成Biofilm的方式繁殖。
Biofilm來源是許多自來水中微生物，部分會感染實驗動物或導致發病，或產生內毒素及各種分解性酵素。
在水中最常見的是Pseudomonas aeruginosa (綠膿桿菌)
自然界的微生物，99%都會以biofilm的方式生存,其生存策略如下：
Biofilm的微生物細胞璧外部具有絨毛狀的多醣體聚合物，有助於黏附在物體表面，可濃縮養分，並保護細胞不容易被各種殺菌方式毀滅，所以微生物在物體表面形成Biofilm是一種生存機制，其生存優勢如下：
- 利於攝取養分，微量養分或有機物在物體表面濃度較高，而微生物體外具黏性的Polysaccharide使得養分更集中。
- 微生物和微生物間的代謝物可以互相利用，並且許多酵素或生化反應互相合作，形成共生體系。
- 抵抗各種消毒殺菌的效力，微生物形成Biofilm可以增加抵抗氯氣(及其他殺菌劑)的殺菌力，相較於懸浮的微生物多150~3000倍，通常殺菌都作用在Biofilm的表面，其殺菌(氧化)能力通常只達到表面，而微生物並非增加抵抗氯氣的能力，而是在表面利用Polysaccharide形成了保護罩(殺菌劑不易穿透)，並且在使用殺菌劑之後，沒被殺死了微生物會分泌更多細胞外聚合物來保護自己。
在純水系統中，影響Biofilm發展的因素如下：
- 不同的材質，如不鏽鋼和塑膠，微生物都很容易附著，差異不大。
- RO膜、離子交換樹脂、儲槽、濾材或管壁，有廣大的生活面積，提供很好的biofilm形成環境。
- 平滑的表面可以延遲微生物的附著，但長時間仍無法避免biofilm的形成。
- 水的流速無法避免微生物附著，也無法完全移除Biofilm，但卻可以限制 Biofilm的厚度。
- 養分的多寡，會影響微生物的繁殖生長，1 ppb的有機物，可以繁殖生長出9,500 bacteria/ml。
目前沒有任何技術可以完全去除水中養分來源，但是利用一些技術例如RO，卻可以儘量使養分貧瘠。 - 表面粗糙度越大，微生物越有機會在上面形成 Biofilm。
現今沒有任何方法可以完全去除微生物，對於水質的控制，我們能做的，只能不斷的：
- 持續水質純化，使養分來源控制在極低的濃度之下。
- 持續高流速沖洗： 控制Biofilm的厚度。
- 使用平滑的表面：減少使用接頭和使用表面粗糙的管材。
- 合理的用水量或系統最低的運作時間：避免純水系統中任何部位有停滯水的情況發生。
如果純水系統被微生物(菌膜)污染時，純水系統的運作會產生什麼樣的問題？
- 如果純水系統被菌膜所污染甚至包覆時，首當其衝就是逆滲透膜(RO)，因為菌膜會很快分解這個高分子薄膜，導致對水中雜質的去除能力大打折扣，使整體的產出水質影響巨大。
- 其次，菌膜對純水系統不可或缺的離子交換樹脂的效能，發生致命的影響,理由很簡單，被菌膜包覆的離子交換樹脂將損失九成以上的交換表面積，不只耗材受命變短，它本身也變成微生物的溫床，影響至鉅。
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還有，因為純水系統會使用大量不同種類的濾膜；所以，這些濾膜成功的阻擋了細菌之後，也造成對水流流動的阻礙，所以製水速度立即受到影響，尤有甚者，因為純水系統是靠加壓幫浦來驅動水的流動，如果水流流速遇到阻礙，加壓幫浦自然就會提高驅動壓力，如此就會有兩種後果。
