葉輝譯
M.Bellati¹, L,Bartole²,G,Bressan²
1:Caffaro,Laboratorio Ricerche, via F,Nullo 8, 25126 Brescia(Italy)
2:Dipaartimento di Biologia, Universita degli Studi di Trieste, via L, Gorgieri 10,34127 Triese(Italy)

　　摘要：微生物污染是指在訓話系統的表面產生不期望的生物粘泥沉積。生物粘泥主要由生物膜組成，其中的微生物包埋于由它們自身組成的聚合基質中，形成復雜的粘泥沉積物。在工業環境中產生的生物粘泥，常常包含有生物膜，以及和它們有密切關系的無機顆粒、腐蝕產物和較大的污染微生物。本文重點討論有關直通式冷卻系統的微生物污染問題和對采用傳統的化學物質解決該問題進行回顧。
　　本文還將涉及通過區分成生物污染的微生物物種的試驗研究方法，還將重點強調ClO₂處理在工業領域的應用，研究證明ClO₂在0.05-0.25mg/L的投加濃度下就能有效地控制生物污染的發生。

前　言

　　所有的冷卻系統都可歸入以下三種基本流程之內：
　　---直通冷卻系統
　　---敞開式循環冷卻系統
　　---封閉式循環冷卻系統
　　“直通冷卻系統”的名稱來源于它的運行模式。冷卻水取自一個大的、離使用現場不遠的水源，它只通過熱交換器一次，進行系統冷卻水處理，然后排放到原來的水源中，了六的下或者湖泊、海洋離開取水口的另一位置。這一冷卻系統需要從水源抽取大量的原水，同時把熱量傳遞給接受水體：這樣的布置通常在具有大量水源的情況下采用，如靠近海濱、大江或大湖。
　　冷卻水使用主要存在以下三個問題：
　　--腐蝕，同水質和金屬的性質有關。
　　--結垢，由隨溫度升高后溶解度降低的化合物沉積產生。
　　--微生物生長和沾污，由懸浮物、腐蝕產物、微生物尸體及其胞外聚合物（EPS）組成。
　　以上因素將削弱設備系統的工作效率：由于在直通式冷卻系統中微生物生長和玷污是最重要的問題，我們這里將注重討論這方面的問題。
　　在潤濕表面的微生物生長導致生物膜的形成。
　　如果不控制微生物的生長，將在設備表面形成生物粘泥。生物粘泥由生物的和無機成份組成。其中的生物成份是由活的生物細胞及其代謝產物組成的。代謝產物，或稱胞外聚合物，絕大多數是些水合物，具有親水性，含有大量結合水，阻礙對流傳熱的效率，就如同一層凝膠體附著在熱交換器的表面。
　　生物粘泥的影響主要包括以下幾個方面：
　　--由于增加管道的摩阻系數和附著形成絕熱層而提高熱交換的阻力導致的能源損失。
　　--由于生物沾污而不得不增加設備容量需要增加投資。
　　--在嚴重的沉積腐蝕的情況下需要更換設備，從而增加設備維護成本。
　　--由于生物粘泥沾污設備和沾污產品通道而造成產品質量問題。
　　--需要關閉設備進行清洗而造成停產。
　　直通式冷卻系統在水源充裕的地方是較佳的選擇，因為它所需的投資較低。在某些地區，如在地中海周圍的地區和島嶼上，它可能是唯一的選擇：它們被廣泛應用于石油精煉廠、石油化工、鋼廠和發電廠中。由于需要的水量很大，很多直通式冷卻系統都從地表水體中取水，而不采用地下水，而且在地表水源中，經常使用海水。
　　這一事實可能導致一些特殊的問題：
　　--水溫：地表水，無論是淡水還是海水，其水溫都要隨季節而產生波動，從而可能導致微生物的大量生長。
　　--溶解性固體：存在兩種不同的情況。
　　--海水：含有較多的溶解性固體，且有較高濃度的Mg²⁺ ,Cl^- , Br^-.
　　--淡水：含有較少的溶解性固體，但含有較多的腐殖酸成份。
　　--PH和堿度
　　--海水：較穩定，PH較高，在8。0-8。5之間。
　　--淡水：PH在酸性和堿性之間變化，通常Br^- 的濃度較低。
　　水中較低的PH值在酸性和堿性之間變化，通常Br^- 的濃度較低。
　　水中較低的PH值對微生物有較大的影響，因為其生存于厭氧的環境下；某些微生物能夠適應并生存于高PH條件下，但大多數的微生物要求PH在6。5-8。45之間，而這一PH值范圍是直通式冷卻系統中淡水和海水的通常PH值。
　　--渾濁度：可能在較大范圍內波動。
　　--溶解氣體：特別的，若缺少溶解氧，可能限制微生物的數量和較多的微生物種類：地表水中的溶解對多種水生微生物有較大的影響，在多數情況下，地表水中的產氧藻類同好氧細菌常常在生物粘泥中同時發生。
　　--鐵和錳：水中可能存在自然產生的溶解狀態的鐵和錳離子。
　　--營養成份：生物合成作用所需的最普通的元素是碳、氮、氫、氧、硫和磷。另外，通過還需要的其他幾種次要營養成份，但需求量較少。通常認為采用殺菌和控制營養成份相聯合的方法是較好的控制生物粘膜生長和形成的方法。
　　生物沾污和生物腐蝕都和微生物膜的存在、活動和性質相關聯而產生的現象。如果我們想控制和阻止這些現象的發生，就必須了解微生物膜增長動力學。微生物膜是微生物在物體表面附著和生長的結果。生物膜中包含被固著在基質上的微生物細胞，且細胞經常被包裹進來自于微生物的有機聚合物基質之中。生物膜在時間和空間上分布不一定均勻，且其中還有相當含量的無機非生命物質。
　　形成生物膜的主要微生物物種有：藍藻、真菌、硅藻和原生動物。海水中有大量的單細胞細菌，多個細菌可能聚集在一起形成小顆粒。它們都有細胞壁，即有格蘭氏陽性，也有格蘭氏陰性菌，另一些為鞭毛蟲。細菌的種類很多，它們的分類是根據它們利用其它化學物質代替氧氣以維持它們的生命的能力來劃分的。也有能夠進行過和作用的細菌（綠色細菌）。似乎細菌主要是被物體表面媳婦的營養成份和負電荷所吸引面粘附的，同時細菌能夠產生胞外聚合物，從而增強了粘附作用。（Relini,1974,Bressan, 1988）
　　藍藻屬于原核生物，它也許具有一套特殊的光合作用系統。它們總是以絲狀的群落生存，能夠存活于海水和淡水中。這類微生物主要以N₂ 為其新陳代謝的原料，沒有鞭毛，能產生使人中毒的物質。
　　真菌在一般的水生環境中都能見到，專屬于古老的子囊菌屬。同在人工基質生存能力相比，它們在木質材料中更易繁殖。
　　硅藻是研究較深入的單細胞藻類，他們具有一個大小不一硅質的外殼，根據外殼的性質將其分為：輻射硅藻目和羽紋硅藻目。
　　底棲生物的物種很多。它們分泌粘性物質將自己粘附于基質之上。在適宜的水溫（18℃-20℃）光照條件下，它們繁殖非常迅速。它們形成多層次的種群，在水流擾動較大的環境下，由于其附著能力較差，表層的種群數量會減少，但直接附著在底層基質上的藻類附著較穩固，能抵抗較急的水流。
　　某些單細胞原生動物（通常為鞭毛蟲類），屬于纖毛蟲屬，可能在粘污一周后被發現。其中最常見的有鐘蟲屬和殼吸管蟲屬。
　　生物膜的形成可以分成以下三步：
　　--生物膜的形成以從水中進入的細菌和其它微生物的快速繁殖，并附著在固體表面開始。在開始階段各種微生物種群間的競爭水平很低。其中比例最高的細菌為好氧菌，因為在固液界面上它們能夠最大限度地獲得溶解氧、營養物質和光照，這樣保證了它們有較強的生物活性。
　　--過渡階段，具有形成多層細胞的厚度，細胞被包裹在它們自己分泌的高分子物質之間（本階段硅藻和藍藻的數量最多）。如此就增加了生物量的密度和物種之間的競爭，從而使競爭能力強的物種大量繁殖。在生物膜的底層，對氧和其它細菌可用作電子受體的營養物質的競爭也更趨激烈，產生兼性厭氧微生物。
　　--最后階段形成了成熟的生物膜，生物量密度高，生存競爭激烈（硅藻、原生動物，出現大型藻類）。在成熟生物膜的地層為完全厭氧的環境，適宜發酵和硫酸鹽還原菌（SRB）的生存。生物膜中硫酸鹽還原菌在金屬表面的代謝活動會產生腐蝕作用。
　　稱為“再生作用”的現象即為在投加殺生劑處理后立即迅速發生的微生物粘污。再生作用可能由于如下某個或所有原因造成的：
　　--在瞬間的殺生處理后的生物膜生長積累比在清潔表面的微生物生長更為迅速，因為一種有大量的可繁殖的微生物。
　　--殘留的生物膜使固體表面的粗糙度增加，從而加強了微生物細胞和其它營養物質的傳遞和吸附作用。
　　--存活的微生物快速地分泌出胞外聚合物質可能對殺生劑處理產生抵抗作用。
　　--在連續多次的殺生處理后，會對殺生劑不敏感的微生物產生選擇作用，并促使這類物種發生增生擴散。
　　從生物學的角度對生物膜按照一定的步驟形成的可能和生物膜中有關的微生物之間存在的競爭關系已有文獻進行了討論（Huve，1977，Montanari，1990）。部分作者證明了細菌對一些藻類有化學趨藥性，而硅藻則能產生出抗菌素。這些研究驗證了物種之間的確存在生存競爭，并對生物膜的發展趨勢進行了預測（Bryers，1993；Kellam and Walkeer，1989；Jackson，1989）。生物膜的生成和發展嚴格依賴于附著的環境對些也存在影響，但是，大體來講，個別深入地考查一些在生物膜中經常出現的微生物的繁殖過程是可能的。
　　在生物膜生長的條件好時可發現大型藻類在其表面附著。主要的物種有綠藻門、褐藻門和紅藻門藻類。這些種類的藻類能在很小的表面上附著，發展成直立的藻體，從而遮住下層微生物所需要的光線。大多數的紅藻在較弱的光照條件下生長更好，能發展成更好的菌體。
　　隨著象甲殼綱、貝類、水螅綱、海鞘類等海生動物的附著，生物膜的厚度的增加也就停止了。
　　甲殼綱和貝類動物是最常見的，在人工基質表面能夠大量繁殖：他們很常見，能附著在各種物質表面。最重要的夾克動物是balaanus,它的幼蟲浮游生活，能夠分泌一種石灰質物質，并將自身牢固地粘附在多種材質上。貽貝是最有代表性的大型滋生生物。一些研究者認為它們是在人工環境中的頂級生物物種它們屬軟體動物，具有兩只殼，能夠在多種管道中大量繁殖，是引起工業管道堵塞的主要物種。由于它們牢固地附著能力，很難將貽貝的甲殼從管道壁上破碎或分離。
　　其它有關的動物還有多孔動物門（海綿動物、生活于淺水，紅色或黃色），水螅綱動物（最常見的是tubularia）等等。

污染監測

　　研究方法：
　　對沾污過程的試驗研究是將生物沾污的影響減至最小的必須和重要的途徑。實驗室研究的費用通常比是地研究更高，但操作更方便。實驗室可提供合適的測試條件，從而可以建立有用的模型來模擬真實的系統。
　　上述試驗僅僅是一個“開始”。物力、化學核生物因素可控制的需要的范圍內，然后可以確定各個處理工藝的最佳操作條件。由“Dipartimento di biologia Universita di Trieste”和“Industrie Chemiche Caffaro-Brescia”協作完成了一個這樣的試驗。
　　在Trieste海水生物實驗室建設了一個工廠模型，這樣就可以研究生物粘泥中的微生物種類和一些氧化劑（如次氯酸鹽和二氧化氯）的殺生效果。這一模型工廠供應海水，它有一個控制臺和一系列提升泵系統，以便于進行計量殺生劑投量。系統中使用了載玻片以便更好地觀察其中生長的微生物，因為它們便于用光學顯微鏡鏡檢。這一聯合研究項目始于1991年，目的是進行管道中生物膜和殺生劑效果的研究。
　　本試驗所作的工作包括：
　　--比較二氧化氯和次氯酸在控制微生物上漲方面的效果。所研究的管道中所流通的為海水。記過證明兒氧化氯比次氯酸更有效，且二氧化氯在低濃度時也效果好（二氧化氯余量0.1ppm）（Bartole et al，1993）。
　　--鑒別出對殺生劑更敏感和更不敏感的微生物物種（Baaaaaaartole and Bressan，1993）。經過統計分析前幾年積累的實驗數據，可以判別出對殺生劑更為敏感的物種。
　　--研究光照對管道內微生物生長的影響，以及二氧化氯的有光照條件下的殺生效果。眾所周知，主要是在工業循環冷卻系統管道的取水口何處水口容易發生微生物沾污并造成管道堵塞，因為這兩個部位有光線進入。本研究還用于驗證二氧化氯在此條件下抑制藻類生長的效果。
　　--運用和討論多種文獻的生物沾污數據。收集了過去研究的大量數據，對其進行仔細分析，以后的更為準確的描述生物量的方法。（bartole，1996）
　　現場研究方法：
　　如果現場實驗研究能夠更好地控制物理、化學和生物的影響因素，提供評價和解釋生物沾污現象的框架，那么在現場進行評估發生生物沾污的可能性和處理工藝效果的研究是必要的。為了監測沾污發展過程，可以進行直接測定生物沉積物的數量和組成，也可根據生物對管道送水能力的影響間接地測定其數量。
　　就生物粘泥同系統操作關系來說，直接測定（沉積物量和厚度，組成-C%，N%，水的化學、生物特性）也是必須的。
　　間接測定（液體摩阻系數，熱傳導阻抗）可提供其它可能獲得的信息。熱傳導阻抗來自于絕緣的生物粘泥沉積物，通常隨著生物粘泥的積累而升高：粘泥厚度，粗糙度和熱傳導率會影響熱傳導阻抗的值及其波動。生物粘不的沉積會導致摩阻系數升高，因為它降低管道的有效管徑和使管道內壁更粗糙：某些場合這雖不是最關心的參數，但它同熱傳導阻相結合，捷克說明生物粘泥沉積對系統運行的影響和沾污的程度。在多數情況下，當微生物生長達到穩定狀態時會遇到生物膜。這種情況下，肉眼檢視管內表面（尤其是管道接縫、閥門及其它配件處）就可看出生物粘泥沉積物的特性和結構。進一步鑒別可進行實驗室的化學和生物檢測：垢（CaCO₃），水分含量，有機成分（TOC），鏡檢和特定物種微生物的計數，可能存在的生物腐蝕生成物的化學組成鑒定。
　　眾所周知，生物粘泥沉積物時間越久越難去除，因此希望檢測早期的生物粘泥。
　　直接在生產管道或在旁通管上進行監測，可以用眼睛對微生物進行觀查，也可以取出樣品將其破碎后分析。監測進水中的微生物有助于生物膜生長的階段。實際上，間接測定只能在生物膜厚度超過粘性底層的厚度時才能提供水系統的有用信息。

已被生物污染的系統：清除方法

　　已被生物污染系統的清除方法可分為：
　　1）物理方法
　　2）化學方法（用殺生劑清潔）
　　物理方法
　　可用物理方法清潔被生物膜污染的系統，在采用停機預報的方式下被廣泛采用。一些物理方法非常簡單，但效果不佳（如沖洗方法），或者只對松散附著的生物膜有效（如反沖洗）或對較薄的生物膜有效（如非磨蝕性的海綿球）。其他有些物理方法被證明非常有效，但可能損壞管道內壁的氧化物保護膜，從而產生新的問題（如磨蝕性的海綿球）或者非常昂貴，因此它們的應用受到限制。
　　紫外線照射被證明對抑制生物膜效果很差，因為生物膜上的顆粒和不透明的生物膜會對細菌起保護作用。
　　化學方法（殺生劑）
　　應對工業循環冷卻系統生物沾污的最通常的方法就是使用殺生劑，即那些能夠急劇地降低進水中的細菌數量，殺滅或抑制生物膜穩定性的物質。
　　通常認為生物膜比懸浮狀態的細菌更能抵抗殺生劑的作用：因為位于生物膜中間的微生物能夠依靠它們分泌的胞外聚合物來起保護作用。
　　殺生劑必須破壞生物膜的物理性質，使水流的剪切作用將其從管壁上沖刷下來，防止生物膜的增長和發展。因此，如果我們想把生物膜控制在需要的范圍內，則生物膜的穩定性和粘附力就是最為關鍵的因素。
　　殺生劑的效果取決于幾個因素，如殺生劑的種類，作用機理，濃度，動力學及投加方法。當然，進水的性質（pH值，懸浮物濃度，溶解物質，水溫，水的來源和水中微生物的多少），操作條件（水流速度）和管道中是否存在生物膜等會對殺生劑的作用效果產生影響。考慮到生物膜的去除難度隨生長時間而增加，從經濟的角度來看，越早進行處理越有利。
　　殺生劑可分為兩大類：
　　—非氧化性殺生劑包括：
　　—醛類；
　　—胺和季胺類化合物；
　　—有機溴化物；
　　—有機金屬化合物；
　　—有機硫；
　　—有機氮雜苯；
　　—銅鹽。
　　—氧化性類殺生劑包括：
　　—氯（和次氯酸鈣或次氯酸鈉）；
　　—溴（次溴酸鹽）；
　　—活性鹵族化合物（異氰脲酸鹽）；
　　—臭氧；
　　—過氧化氫；
　　—二氧化氯。
　　殺生機理
　　不同殺生劑的殺生機理還沒有獲得完全合理的解釋，但通常認為有以下三種可能性：
　　—破壞細胞結構和細胞成分的結構（如細胞壁，半透膜，細胞核或細胞質內的核酸）。
　　—干擾其能量產生機制，通過使酶失去活性或抑制氧化磷酸化過程來改變細胞新陳代謝。
　　—干擾生物合成與生長，阻止微生物合成蛋白質、核酸和輔酶。
　　因此，氧化生物產生的物質的能力，破壞和進入微生物細胞壁以增加其膜的透過性，與活性的氨基酸反應，被帶有電荷的細菌表面吸附，穿透生物膜減弱微生物細胞外聚合物的保護作用，被類蛋白質物質所吸附是影響殺生劑效果的因素。
　　二氧化氯
　　二氧化氯（ClO₂）是黃綠色的氣體，在水中的溶解度很高。通常依如下兩個反應在現場制備，以亞氯酸鈉為原料：
　　—氯氣法：2NaClO₂+Cl₂=2NaCl+2ClO₂—酸化法：5NaClO₂+4HCl=4ClO₂+2H₂O
　　二氧化氯是一種強氧化劑，已如下的反應式被還原：
　　ClO₂+4H⁺+5e^-=Cl^-+2H₂O
　　E₀=1.511-0.0473+0.0118log(C_ClO2/C_Cl-)
　　—ClO₂能將Fe²⁺和Mn²⁺氧化為氫氧化鐵和二氧化錳，將硫離子氧化為硫酸根。
　　—ClO₂不與氨發生反應。
　　—ClO₂具有較高的反應性，能與多種化學基團發生反應，包括仲胺、叔胺、有機硫化物和活性芳環類化合物。
　　—ClO₂不是一種氯化劑，不會直接生成有機氯化物，尤其是三氯甲烷。
　　—在較寬的pH(5~9.5)范圍內，ClO₂的效果保持穩定。
　　已經證明ClO₂(Bartole and Bressan,1993,Bartole et al,1996)在有光和無光的條件下都是一種強殺蟲劑，能抑制初期生物粘泥的產生，減少生物膜量，破壞生物膜中的胞外聚合物，殺死生物膜形成的早期物種（硅藻、藍藻和鞭毛硅藻），這些物種具有很強的在管道內壁附著生參存的能力，從而導致污染。
　　ClO₂用于控制生物沾污不僅是因為它能在被微生物沾污的管道系統中滅活細菌，而且因為它能抑制那些可能粘附到管壁上的細菌的細胞分裂和生物聚合物的合成，如硅藻和藍藻（對于深入處理生物粘附物尤為重要），它還能削弱生物聚合物的作用，從而擴散進入生物膜內部同胞外聚合物發生反應。
　　倘若能與進水混合良好，ClO₂可以根據季節的或/和每天的參數（水溫、微生物和大型生物的數量、有光照或無光照），運行參數（水流速度、水源位置等）連續投加或間隙性投加。
　　為最好地控制生物沾污和減少再發生的可能性，可采取脈沖性地投加（在固定的時間間隔高劑量地投加）或連續/間隙投加交替進行。
　　脈沖投加非常有效，對微生物具有很高的滅活效果，但是可能加速金屬管道表面的腐蝕，在出水進行排放的情況下，也可能被要求在排放前進行脫氯。
　　在采用“脈沖”投加的方法時，ClO₂的投加量必須滿足一定接觸時間的“原水ClO₂需求量”，ClO₂余量應保持在0.1mg/L左右。
　　通常在生物膜發展到穩定階段后，進行一次徹底清洗是必要的，常會需要采用物理方法進行。
　　采用連續或間隙性投加方法時，ClO₂的投加量應根據“原水ClO₂需求量”，同時參照ClO₂擴散到達生物膜表面所需時間，接觸反應時間，系統結構和管道表面種類來確定。
　　實際的投加量隨原水水質和運行條件而變化，一般為原水ClO₂需求量的一部分（通常在5%~25%之間）。通常平均在0.05~0.25mg/L之間¹。
　　ClO₂依靠其強氧化性，同原水中的成分或生物膜中的生物的、化學的成份迅速反應。在出水中不會發現ClO₂余量。
　　根據微生物沾污監測系統的監測結果（運行參數、生產管道或旁通管道監測、觀測等），必須不斷地進行ClO₂投加量的調整。
　　在西班牙的Vendellos II 核電站進行的生產性試驗中，進水為海水，0.2mg/L的ClO₂同具有1.1mg/L的活性氯的次氯酸所獲得的處理效果相當，更低的ClO₂投加量和更短的接觸時間對不同大小的貽貝就可獲得100%的殺滅率。
　　在Brindisi（意大利）電站，ENEL在冬天投加0.07mg/L ClO₂，夏天投加0.18mg/L ClO₂的方法處理進水，在冷凝器水箱的觀察孔一直沒有發現沾污的微生物或大型生物。在出水口也沒有檢測到ClO₂余量，亞氯酸根離子的濃度平均為0.06mg/L(Geraciet al., 1993)。
　　上述結果是采用純二氧化氯獲得的，它可以通過鹽酸—亞氯酸鈉反應系統來獲得。
　　工程實例
　　目前在意大利有以下工廠用ClO₂作為控制生物污染的藥劑：
　　1在意大利南部的鋼廠（海水）；
　　1在意大利南部的電廠（海水）；
　　1在意大利中部的電廠（海水）；
　　1在意大利北部的鋼廠（海水）；
　　1在意大利南部的紙漿廠（淡水）；
　　1地中海島嶼上的石油化工廠（海水）；
　　例一：在意大利南部的鋼廠
　　為了冷卻電廠和鋼廠的液體，從一個與外海水交換量很少的小港灣里每小時取海水125000m³，出水排入另一個更大的港灣，在那里有幾個貽貝養殖場。進水受到了微生物污染，pH值在8.1~8.4之間，水溫在夏天約27ºC，冬天約15ºC。
　　為了確定微生物沾污的速度和程度安裝了一些觀查窗，觀測到微生物生長量平均為每年65kg/m²，但在春天和夏天時生物膜量有時達到每月10~15kg/m²，進水的ClO₂需求量在1.2~1.8mg/L之間。除通常的多種微生物種之外，還存在特別的物種，尤其是貽貝、balanida和serpulida。最嚴重的時侯是5月到9月之間，這期間所有的物種都處于增長階段。對貽貝來說，還需注意另一段生長時期，就是1月和2月。
　　海水從兩條進水渠道進入，首先經過一道金屬網和一套旋轉濾網，然后由四條3公里長管渠輸送進入四只蓄水池，管渠內徑3米，內壁為混凝土涂層。進水首先冷卻電廠的蒸汽冷凝器，然后再進入兩只蓄水池，鋼廠的循環冷卻水系統就從這兩只蓄水池中取水。二氧化氯通過一個特殊設計的系統以保證與進水的充分混合，從旋轉濾網的前面加入。二氧化氯用酸化法制備，原料為33%的HCl、31%的NaClO₂溶液和稀釋水，共有12臺ClO₂發生器，每臺的額定產量為10kgClO₂/h，運行過程中定時檢查發生器的效率。
　　最初的三臺發生器于1980年安裝好，經過一段時間的使用之后，1984年又安裝了三臺發生器。1990年生產系統進行了改建，現在總共安裝了12臺發生器，通常運行其中的10臺。剛開始時ClO₂是連續投加的（每天24小時），投加濃度0.5mg/l ClO₂。
　　通過增加新的二氧化氯擴散裝置，監測水的生物和化學性質，由檢查孔觀查ClO₂投加濃度和微生物沾污程度的關系以及在不同水溫和光照條件下進行攝相觀測，摸清了微生物和大型生物的生長規律，因此ClO₂的投加方式改為：
　　冬天時投加0.5mg/L，每天投加9小時；
　　冬天時投加0.5mg/L，每天投加9小時；
　　投加期間，在電廠前的蓄水池中的剩余ClO₂以自由氯計少于0.305mg/L。
　　在這樣的投加情況下，在進水口和管道中獲得了很好的控制生物沾污的效果。鋼廠的監測結果證明了這一點。每個月，鋼廠都要用攝像機，由蛙人潛入電廠前的蓄水池中、后面的蓄水池中進行檢查，3米直徑的管渠上每隔一定的距離都安裝有監測孔，以便于每隔一定的時間對微生物生長情況進行觀測。結果表明，管道表面保持了清潔，沉積物厚度很薄，在生物繁殖期僅發現了很少量的原生的大型生物。
　　必須強調的是，自從投加ClO₂之后，鋼廠不再被迫將一條管渠停產后進行物理清洗。
　　這種情況只在其中一條最小的管渠（同時用于試驗目的，流量為27000m³/h）在試驗不同的投加方式時，較差的結果鮮有發生。
　　在排水口的水質一直能夠滿足排放標準的要求，以三鹵甲烷和有機氯化物來表征的副產物也從來沒有檢測到。同時，位置接近于出水排放品的貽貝養殖場也從來沒有受到過和殺生劑有關的任何損害。

ClO₂抗微生物沾污處理 水流量 125000m³/h pH 8.1~8.4 進水ClO₂需求量 1.3~1.8mg/L 典型的水溫 冬天：15ºC
夏天：27ºC 典型的生物污染量 60kg/m².年 典型的生物污染物種 貽貝，BALANIDA,SERPULIDA 處理方式 間隙性 夏天投加量 0.5mg/L每天16小時 冬天投加量 0.5mg/L每天9小時 平均每天投加量 0.25mg/L

　　例2：意大利北部的紙漿廠
　　該紙漿廠從一個湖泊取水1200~3000m³/h，取水量隨進水水溫和該廠的發電站需水量而定。ClO₂直接從泵前吸水時加入，以確保其與進水混和良好。在達到熱交換器之前，殺生劑與進水間的接觸時間少于1分種，由于ClO₂高反應活性，盡管接觸時間如此之短，其投加濃度為0.3mg/L，到達熱交換器時的濃度則低于0.04mg/L。進水ClO₂需求量為1.3mg/L，總好氧菌數量在10⁴CFU/mL，pH在7.9~8.1之間，平均投加量在0.15~0.3mg/L之間。在這樣的處理條件下，好氧菌數量下降到10CFU/mL的水平，大大降低了生物沾污形成的可能性，同時不會對金屬管道產生腐蝕問題。
　　現在控制生物沾污的操作是根據系統運行參數進行的（熱交換阻抗和水頭損失）。
　　同以前采用的方法相比，用ClO₂處理工藝降低了水消耗量，最重要的是，降低了維護費用，因為以前的方法為了對熱交換器進行清洗，需要將發電站停下來。

意大利北部紙漿廠用ClO2控制生物污染處理 水流量 1200~3000m³/h PH 7.9～8.1 進水ClO2需求量 ≈1.3mg/L 進水總好氧菌數量 10⁴CFU/mL 處理方式 間歇性 夏天投加量 0.3mg/L 冬天投加量 0.15mg/L

　　例3:地中海中小小島上的石化工廠
　　該石化建于海岸邊，從一個與外海水量交換較多的海灣中取水。該廠通過建設一些混凝土堤壩來降低這個交換水量，來部分地改變海灣周邊地環境。因此該廠井水中地貽貝和其它生物數量比其它生物數量比前兩例要高出很多。
　　該廠因而決定采用一種控制生物污染的處理方法。
　　當該廠開足的時候，大約需要36000m³/h的水量，通過兩條混凝土管道進入兩只配水池，然后經過經過金屬隔網后進入四只沉砂池。
　　之后水流經過一只旋轉過濾器，在一些位置投加ClO₂以獲得較好的混合效果。這之后，水通過泵提升，經碳鋼管輸送到發電廠的冷凝器后廠內其它的熱交換器。
　　在出水口，水被集中在一起并排放到海中。
　　進水到pH在8～8.3之間，好氧菌數量氧約10²CFU/mL，ClO₂需求量在0.7～1mg/L之間，TOC低于1mg/L。目前的投加量約為0.3mg/L，每天投加5小時：這一投加量是考慮到進水的生物污染量較少情況，和平均的水溫記錄以及以前其它鋼廠的實際運行經驗而確定的。通過觀察管道和測定熱交換阻抗說明ClO₂處理具有較好的效果。
　　在進水管道上，投加ClO₂前后安裝量觀察孔，以便確定生物量和存在的微生物和大型生物。在靠近ClO₂投加點的地方，根據水頭損失和生物量，安裝了新的設備，將處理過的水從主干管中導出。

地中海中小小島上的石化工廠控制生物污染處理 水流量 ≈36000m³/h PH 8～8.3 進水ClO2需求量 ≈0.8mg/L 進水總好氧菌數量 102CFU/mL 處理方式 間歇性 投加量 0.3mg/L，每天投加5小時

結　論

　　幾個實驗證明了二氧化氯作為控制微生物和大型生物污染藥劑的有效性。通過工業生產的應用，肯定如下結論：在各種水源情況下，較低的投加量（0.05～0.2mg/L）就足夠可以獲得良好的控制生物沾污的現象。