用CLO2对直通式冷却系统进行抗微生物污染处理

叶辉译
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：微生物污染是指在训话系统的表面产生不期望的生物粘泥沉积。生物粘泥主要由生物膜组成，其中的微生物包埋于由它们自身组成的聚合基质中，形成复杂的粘泥沉积物。在工业环境中产生的生物粘泥，常常包含有生物膜，以及和它们有密切关系的无机颗粒、腐蚀产物和较大的污染微生物。本文重点讨论有关直通式冷却系统的微生物污染问题和对采用传统的化学物质解决该问题进行回顾。
　　本文还将涉及通过区分成生物污染的微生物物种的试验研究方法，还将重点强调ClO₂处理在工业领域的应用，研究证明ClO₂在0.05-0.25mg/L的投加浓度下就能有效地控制生物污染的发生。

前　言

　　所有的冷却系统都可归入以下三种基本流程之内：
　　---直通冷却系统
　　---敞开式循环冷却系统
　　---封闭式循环冷却系统
　　“直通冷却系统”的名称来源于它的运行模式。冷却水取自一个大的、离使用现场不远的水源，它只通过热交换器一次，进行系统冷却水处理，然后排放到原来的水源中，了六的下或者湖泊、海洋离开取水口的另一位置。这一冷却系统需要从水源抽取大量的原水，同时把热量传递给接受水体：这样的布置通常在具有大量水源的情况下采用，如靠近海滨、大江或大湖。
　　冷却水使用主要存在以下三个问题：
　　--腐蚀，同水质和金属的性质有关。
　　--结垢，由随温度升高后溶解度降低的化合物沉积产生。
　　--微生物生长和沾污，由悬浮物、腐蚀产物、微生物尸体及其胞外聚合物（EPS）组成。
　　以上因素将削弱设备系统的工作效率：由于在直通式冷却系统中微生物生长和玷污是最重要的问题，我们这里将注重讨论这方面的问题。
　　在润湿表面的微生物生长导致生物膜的形成。
　　如果不控制微生物的生长，将在设备表面形成生物粘泥。生物粘泥由生物的和无机成份组成。其中的生物成份是由活的生物细胞及其代谢产物组成的。代谢产物，或称胞外聚合物，绝大多数是些水合物，具有亲水性，含有大量结合水，阻碍对流传热的效率，就如同一层凝胶体附着在热交换器的表面。
　　生物粘泥的影响主要包括以下几个方面：
　　--由于增加管道的摩阻系数和附着形成绝热层而提高热交换的阻力导致的能源损失。
　　--由于生物沾污而不得不增加设备容量需要增加投资。
　　--在严重的沉积腐蚀的情况下需要更换设备，从而增加设备维护成本。
　　--由于生物粘泥沾污设备和沾污产品通道而造成产品质量问题。
　　--需要关闭设备进行清洗而造成停产。
　　直通式冷却系统在水源充裕的地方是较佳的选择，因为它所需的投资较低。在某些地区，如在地中海周围的地区和岛屿上，它可能是唯一的选择：它们被广泛应用于石油精炼厂、石油化工、钢厂和发电厂中。由于需要的水量很大，很多直通式冷却系统都从地表水体中取水，而不采用地下水，而且在地表水源中，经常使用海水。
　　这一事实可能导致一些特殊的问题：
　　--水温：地表水，无论是淡水还是海水，其水温都要随季节而产生波动，从而可能导致微生物的大量生长。
　　--溶解性固体：存在两种不同的情况。
　　--海水：含有较多的溶解性固体，且有较高浓度的Mg²⁺ ,Cl^- , Br^-.
　　--淡水：含有较少的溶解性固体，但含有较多的腐殖酸成份。
　　--PH和碱度
　　--海水：较稳定，PH较高，在8。0-8。5之间。
　　--淡水：PH在酸性和碱性之间变化，通常Br^- 的浓度较低。
　　水中较低的PH值在酸性和碱性之间变化，通常Br^- 的浓度较低。
　　水中较低的PH值对微生物有较大的影响，因为其生存于厌氧的环境下；某些微生物能够适应并生存于高PH条件下，但大多数的微生物要求PH在6。5-8。45之间，而这一PH值范围是直通式冷却系统中淡水和海水的通常PH值。
　　--浑浊度：可能在较大范围内波动。
　　--溶解气体：特别的，若缺少溶解氧，可能限制微生物的数量和较多的微生物种类：地表水中的溶解对多种水生微生物有较大的影响，在多数情况下，地表水中的产氧藻类同好氧细菌常常在生物粘泥中同时发生。
　　--铁和锰：水中可能存在自然产生的溶解状态的铁和锰离子。
　　--营养成份：生物合成作用所需的最普通的元素是碳、氮、氢、氧、硫和磷。另外，通过还需要的其他几种次要营养成份，但需求量较少。通常认为采用杀菌和控制营养成份相联合的方法是较好的控制生物粘膜生长和形成的方法。
　　生物沾污和生物腐蚀都和微生物膜的存在、活动和性质相关联而产生的现象。如果我们想控制和阻止这些现象的发生，就必须了解微生物膜增长动力学。微生物膜是微生物在物体表面附着和生长的结果。生物膜中包含被固着在基质上的微生物细胞，且细胞经常被包裹进来自于微生物的有机聚合物基质之中。生物膜在时间和空间上分布不一定均匀，且其中还有相当含量的无机非生命物质。
　　形成生物膜的主要微生物物种有：蓝藻、真菌、硅藻和原生动物。海水中有大量的单细胞细菌，多个细菌可能聚集在一起形成小颗粒。它们都有细胞壁，即有格兰氏阳性，也有格兰氏阴性菌，另一些为鞭毛虫。细菌的种类很多，它们的分类是根据它们利用其它化学物质代替氧气以维持它们的生命的能力来划分的。也有能够进行过和作用的细菌（绿色细菌）。似乎细菌主要是被物体表面媳妇的营养成份和负电荷所吸引面粘附的，同时细菌能够产生胞外聚合物，从而增强了粘附作用。（Relini,1974,Bressan, 1988）
　　蓝藻属于原核生物，它也许具有一套特殊的光合作用系统。它们总是以丝状的群落生存，能够存活于海水和淡水中。这类微生物主要以N₂ 为其新陈代谢的原料，没有鞭毛，能产生使人中毒的物质。
　　真菌在一般的水生环境中都能见到，专属于古老的子囊菌属。同在人工基质生存能力相比，它们在木质材料中更易繁殖。
　　硅藻是研究较深入的单细胞藻类，他们具有一个大小不一硅质的外壳，根据外壳的性质将其分为：辐射硅藻目和羽纹硅藻目。
　　底栖生物的物种很多。它们分泌粘性物质将自己粘附于基质之上。在适宜的水温（18℃-20℃）光照条件下，它们繁殖非常迅速。它们形成多层次的种群，在水流扰动较大的环境下，由于其附着能力较差，表层的种群数量会减少，但直接附着在底层基质上的藻类附着较稳固，能抵抗较急的水流。
　　某些单细胞原生动物（通常为鞭毛虫类），属于纤毛虫属，可能在粘污一周后被发现。其中最常见的有钟虫属和壳吸管虫属。
　　生物膜的形成可以分成以下三步：
　　--生物膜的形成以从水中进入的细菌和其它微生物的快速繁殖，并附着在固体表面开始。在开始阶段各种微生物种群间的竞争水平很低。其中比例最高的细菌为好氧菌，因为在固液界面上它们能够最大限度地获得溶解氧、营养物质和光照，这样保证了它们有较强的生物活性。
　　--过渡阶段，具有形成多层细胞的厚度，细胞被包裹在它们自己分泌的高分子物质之间（本阶段硅藻和蓝藻的数量最多）。如此就增加了生物量的密度和物种之间的竞争，从而使竞争能力强的物种大量繁殖。在生物膜的底层，对氧和其它细菌可用作电子受体的营养物质的竞争也更趋激烈，产生兼性厌氧微生物。
　　--最后阶段形成了成熟的生物膜，生物量密度高，生存竞争激烈（硅藻、原生动物，出现大型藻类）。在成熟生物膜的地层为完全厌氧的环境，适宜发酵和硫酸盐还原菌（SRB）的生存。生物膜中硫酸盐还原菌在金属表面的代谢活动会产生腐蚀作用。
　　称为“再生作用”的现象即为在投加杀生剂处理后立即迅速发生的微生物粘污。再生作用可能由于如下某个或所有原因造成的：
　　--在瞬间的杀生处理后的生物膜生长积累比在清洁表面的微生物生长更为迅速，因为一种有大量的可繁殖的微生物。
　　--残留的生物膜使固体表面的粗糙度增加，从而加强了微生物细胞和其它营养物质的传递和吸附作用。
　　--存活的微生物快速地分泌出胞外聚合物质可能对杀生剂处理产生抵抗作用。
　　--在连续多次的杀生处理后，会对杀生剂不敏感的微生物产生选择作用，并促使这类物种发生增生扩散。
　　从生物学的角度对生物膜按照一定的步骤形成的可能和生物膜中有关的微生物之间存在的竞争关系已有文献进行了讨论（Huve，1977，Montanari，1990）。部分作者证明了细菌对一些藻类有化学趋药性，而硅藻则能产生出抗菌素。这些研究验证了物种之间的确存在生存竞争，并对生物膜的发展趋势进行了预测（Bryers，1993；Kellam and Walkeer，1989；Jackson，1989）。生物膜的生成和发展严格依赖于附着的环境对些也存在影响，但是，大体来讲，个别深入地考查一些在生物膜中经常出现的微生物的繁殖过程是可能的。
　　在生物膜生长的条件好时可发现大型藻类在其表面附着。主要的物种有绿藻门、褐藻门和红藻门藻类。这些种类的藻类能在很小的表面上附着，发展成直立的藻体，从而遮住下层微生物所需要的光线。大多数的红藻在较弱的光照条件下生长更好，能发展成更好的菌体。
　　随着象甲壳纲、贝类、水螅纲、海鞘类等海生动物的附着，生物膜的厚度的增加也就停止了。
　　甲壳纲和贝类动物是最常见的，在人工基质表面能够大量繁殖：他们很常见，能附着在各种物质表面。最重要的夹克动物是balaanus,它的幼虫浮游生活，能够分泌一种石灰质物质，并将自身牢固地粘附在多种材质上。贻贝是最有代表性的大型滋生生物。一些研究者认为它们是在人工环境中的顶级生物物种它们属软体动物，具有两只壳，能够在多种管道中大量繁殖，是引起工业管道堵塞的主要物种。由于它们牢固地附着能力，很难将贻贝的甲壳从管道壁上破碎或分离。
　　其它有关的动物还有多孔动物门（海绵动物、生活于浅水，红色或黄色），水螅纲动物（最常见的是tubularia）等等。

污染监测

　　研究方法：
　　对沾污过程的试验研究是将生物沾污的影响减至最小的必须和重要的途径。实验室研究的费用通常比是地研究更高，但操作更方便。实验室可提供合适的测试条件，从而可以建立有用的模型来模拟真实的系统。
　　上述试验仅仅是一个“开始”。物力、化学核生物因素可控制的需要的范围内，然后可以确定各个处理工艺的最佳操作条件。由“Dipartimento di biologia Universita di Trieste”和“Industrie Chemiche Caffaro-Brescia”协作完成了一个这样的试验。
　　在Trieste海水生物实验室建设了一个工厂模型，这样就可以研究生物粘泥中的微生物种类和一些氧化剂（如次氯酸盐和二氧化氯）的杀生效果。这一模型工厂供应海水，它有一个控制台和一系列提升泵系统，以便于进行计量杀生剂投量。系统中使用了载玻片以便更好地观察其中生长的微生物，因为它们便于用光学显微镜镜检。这一联合研究项目始于1991年，目的是进行管道中生物膜和杀生剂效果的研究。
　　本试验所作的工作包括：
　　--比较二氧化氯和次氯酸在控制微生物上涨方面的效果。所研究的管道中所流通的为海水。记过证明儿氧化氯比次氯酸更有效，且二氧化氯在低浓度时也效果好（二氧化氯余量0.1ppm）（Bartole et al，1993）。
　　--鉴别出对杀生剂更敏感和更不敏感的微生物物种（Baaaaaaartole and Bressan，1993）。经过统计分析前几年积累的实验数据，可以判别出对杀生剂更为敏感的物种。
　　--研究光照对管道内微生物生长的影响，以及二氧化氯的有光照条件下的杀生效果。众所周知，主要是在工业循环冷却系统管道的取水口何处水口容易发生微生物沾污并造成管道堵塞，因为这两个部位有光线进入。本研究还用于验证二氧化氯在此条件下抑制藻类生长的效果。
　　--运用和讨论多种文献的生物沾污数据。收集了过去研究的大量数据，对其进行仔细分析，以后的更为准确的描述生物量的方法。（bartole，1996）
　　现场研究方法：
　　如果现场实验研究能够更好地控制物理、化学和生物的影响因素，提供评价和解释生物沾污现象的框架，那么在现场进行评估发生生物沾污的可能性和处理工艺效果的研究是必要的。为了监测沾污发展过程，可以进行直接测定生物沉积物的数量和组成，也可根据生物对管道送水能力的影响间接地测定其数量。
　　就生物粘泥同系统操作关系来说，直接测定（沉积物量和厚度，组成-C%，N%，水的化学、生物特性）也是必须的。
　　间接测定（液体摩阻系数，热传导阻抗）可提供其它可能获得的信息。热传导阻抗来自于绝缘的生物粘泥沉积物，通常随着生物粘泥的积累而升高：粘泥厚度，粗糙度和热传导率会影响热传导阻抗的值及其波动。生物粘不的沉积会导致摩阻系数升高，因为它降低管道的有效管径和使管道内壁更粗糙：某些场合这虽不是最关心的参数，但它同热传导阻相结合，捷克说明生物粘泥沉积对系统运行的影响和沾污的程度。在多数情况下，当微生物生长达到稳定状态时会遇到生物膜。这种情况下，肉眼检视管内表面（尤其是管道接缝、阀门及其它配件处）就可看出生物粘泥沉积物的特性和结构。进一步鉴别可进行实验室的化学和生物检测：垢（CaCO₃），水分含量，有机成分（TOC），镜检和特定物种微生物的计数，可能存在的生物腐蚀生成物的化学组成鉴定。
　　众所周知，生物粘泥沉积物时间越久越难去除，因此希望检测早期的生物粘泥。
　　直接在生产管道或在旁通管上进行监测，可以用眼睛对微生物进行观查，也可以取出样品将其破碎后分析。监测进水中的微生物有助于生物膜生长的阶段。实际上，间接测定只能在生物膜厚度超过粘性底层的厚度时才能提供水系统的有用信息。

已被生物污染的系统：清除方法

　　已被生物污染系统的清除方法可分为：
　　1）物理方法
　　2）化学方法（用杀生剂清洁）
　　物理方法
　　可用物理方法清洁被生物膜污染的系统，在采用停机预报的方式下被广泛采用。一些物理方法非常简单，但效果不佳（如冲洗方法），或者只对松散附着的生物膜有效（如反冲洗）或对较薄的生物膜有效（如非磨蚀性的海绵球）。其他有些物理方法被证明非常有效，但可能损坏管道内壁的氧化物保护膜，从而产生新的问题（如磨蚀性的海绵球）或者非常昂贵，因此它们的应用受到限制。
　　紫外线照射被证明对抑制生物膜效果很差，因为生物膜上的颗粒和不透明的生物膜会对细菌起保护作用。
　　化学方法（杀生剂）
　　应对工业循环冷却系统生物沾污的最通常的方法就是使用杀生剂，即那些能够急剧地降低进水中的细菌数量，杀灭或抑制生物膜稳定性的物质。
　　通常认为生物膜比悬浮状态的细菌更能抵抗杀生剂的作用：因为位于生物膜中间的微生物能够依靠它们分泌的胞外聚合物来起保护作用。
　　杀生剂必须破坏生物膜的物理性质，使水流的剪切作用将其从管壁上冲刷下来，防止生物膜的增长和发展。因此，如果我们想把生物膜控制在需要的范围内，则生物膜的稳定性和粘附力就是最为关键的因素。
　　杀生剂的效果取决于几个因素，如杀生剂的种类，作用机理，浓度，动力学及投加方法。当然，进水的性质（pH值，悬浮物浓度，溶解物质，水温，水的来源和水中微生物的多少），操作条件（水流速度）和管道中是否存在生物膜等会对杀生剂的作用效果产生影响。考虑到生物膜的去除难度随生长时间而增加，从经济的角度来看，越早进行处理越有利。
　　杀生剂可分为两大类：
　　—非氧化性杀生剂包括：
　　—醛类；
　　—胺和季胺类化合物；
　　—有机溴化物；
　　—有机金属化合物；
　　—有机硫；
　　—有机氮杂苯；
　　—铜盐。
　　—氧化性类杀生剂包括：
　　—氯（和次氯酸钙或次氯酸钠）；
　　—溴（次溴酸盐）；
　　—活性卤族化合物（异氰脲酸盐）；
　　—臭氧；
　　—过氧化氢；
　　—二氧化氯。
　　杀生机理
　　不同杀生剂的杀生机理还没有获得完全合理的解释，但通常认为有以下三种可能性：
　　—破坏细胞结构和细胞成分的结构（如细胞壁，半透膜，细胞核或细胞质内的核酸）。
　　—干扰其能量产生机制，通过使酶失去活性或抑制氧化磷酸化过程来改变细胞新陈代谢。
　　—干扰生物合成与生长，阻止微生物合成蛋白质、核酸和辅酶。
　　因此，氧化生物产生的物质的能力，破坏和进入微生物细胞壁以增加其膜的透过性，与活性的氨基酸反应，被带有电荷的细菌表面吸附，穿透生物膜减弱微生物细胞外聚合物的保护作用，被类蛋白质物质所吸附是影响杀生剂效果的因素。
　　二氧化氯
　　二氧化氯（ClO₂）是黄绿色的气体，在水中的溶解度很高。通常依如下两个反应在现场制备，以亚氯酸钠为原料：
　　—氯气法：2NaClO₂+Cl₂=2NaCl+2ClO₂—酸化法：5NaClO₂+4HCl=4ClO₂+2H₂O
　　二氧化氯是一种强氧化剂，已如下的反应式被还原：
　　ClO₂+4H⁺+5e^-=Cl^-+2H₂O
　　E₀=1.511-0.0473+0.0118log(C_ClO2/C_Cl-)
　　—ClO₂能将Fe²⁺和Mn²⁺氧化为氢氧化铁和二氧化锰，将硫离子氧化为硫酸根。
　　—ClO₂不与氨发生反应。
　　—ClO₂具有较高的反应性，能与多种化学基团发生反应，包括仲胺、叔胺、有机硫化物和活性芳环类化合物。
　　—ClO₂不是一种氯化剂，不会直接生成有机氯化物，尤其是三氯甲烷。
　　—在较宽的pH(5~9.5)范围内，ClO₂的效果保持稳定。
　　已经证明ClO₂(Bartole and Bressan,1993,Bartole et al,1996)在有光和无光的条件下都是一种强杀虫剂，能抑制初期生物粘泥的产生，减少生物膜量，破坏生物膜中的胞外聚合物，杀死生物膜形成的早期物种（硅藻、蓝藻和鞭毛硅藻），这些物种具有很强的在管道内壁附着生参存的能力，从而导致污染。
　　ClO₂用于控制生物沾污不仅是因为它能在被微生物沾污的管道系统中灭活细菌，而且因为它能抑制那些可能粘附到管壁上的细菌的细胞分裂和生物聚合物的合成，如硅藻和蓝藻（对于深入处理生物粘附物尤为重要），它还能削弱生物聚合物的作用，从而扩散进入生物膜内部同胞外聚合物发生反应。
　　倘若能与进水混合良好，ClO₂可以根据季节的或/和每天的参数（水温、微生物和大型生物的数量、有光照或无光照），运行参数（水流速度、水源位置等）连续投加或间隙性投加。
　　为最好地控制生物沾污和减少再发生的可能性，可采取脉冲性地投加（在固定的时间间隔高剂量地投加）或连续/间隙投加交替进行。
　　脉冲投加非常有效，对微生物具有很高的灭活效果，但是可能加速金属管道表面的腐蚀，在出水进行排放的情况下，也可能被要求在排放前进行脱氯。
　　在采用“脉冲”投加的方法时，ClO₂的投加量必须满足一定接触时间的“原水ClO₂需求量”，ClO₂余量应保持在0.1mg/L左右。
　　通常在生物膜发展到稳定阶段后，进行一次彻底清洗是必要的，常会需要采用物理方法进行。
　　采用连续或间隙性投加方法时，ClO₂的投加量应根据“原水ClO₂需求量”，同时参照ClO₂扩散到达生物膜表面所需时间，接触反应时间，系统结构和管道表面种类来确定。
　　实际的投加量随原水水质和运行条件而变化，一般为原水ClO₂需求量的一部分（通常在5%~25%之间）。通常平均在0.05~0.25mg/L之间¹。
　　ClO₂依靠其强氧化性，同原水中的成分或生物膜中的生物的、化学的成份迅速反应。在出水中不会发现ClO₂余量。
　　根据微生物沾污监测系统的监测结果（运行参数、生产管道或旁通管道监测、观测等），必须不断地进行ClO₂投加量的调整。
　　在西班牙的Vendellos II 核电站进行的生产性试验中，进水为海水，0.2mg/L的ClO₂同具有1.1mg/L的活性氯的次氯酸所获得的处理效果相当，更低的ClO₂投加量和更短的接触时间对不同大小的贻贝就可获得100%的杀灭率。
　　在Brindisi（意大利）电站，ENEL在冬天投加0.07mg/L ClO₂，夏天投加0.18mg/L ClO₂的方法处理进水，在冷凝器水箱的观察孔一直没有发现沾污的微生物或大型生物。在出水口也没有检测到ClO₂余量，亚氯酸根离子的浓度平均为0.06mg/L(Geraciet al., 1993)。
　　上述结果是采用纯二氧化氯获得的，它可以通过盐酸—亚氯酸钠反应系统来获得。
　　工程实例
　　目前在意大利有以下工厂用ClO₂作为控制生物污染的药剂：
　　1在意大利南部的钢厂（海水）；
　　1在意大利南部的电厂（海水）；
　　1在意大利中部的电厂（海水）；
　　1在意大利北部的钢厂（海水）；
　　1在意大利南部的纸浆厂（淡水）；
　　1地中海岛屿上的石油化工厂（海水）；
　　例一：在意大利南部的钢厂
　　为了冷却电厂和钢厂的液体，从一个与外海水交换量很少的小港湾里每小时取海水125000m³，出水排入另一个更大的港湾，在那里有几个贻贝养殖场。进水受到了微生物污染，pH值在8.1~8.4之间，水温在夏天约27ºC，冬天约15ºC。
　　为了确定微生物沾污的速度和程度安装了一些观查窗，观测到微生物生长量平均为每年65kg/m²，但在春天和夏天时生物膜量有时达到每月10~15kg/m²，进水的ClO₂需求量在1.2~1.8mg/L之间。除通常的多种微生物种之外，还存在特别的物种，尤其是贻贝、balanida和serpulida。最严重的时侯是5月到9月之间，这期间所有的物种都处于增长阶段。对贻贝来说，还需注意另一段生长时期，就是1月和2月。
　　海水从两条进水渠道进入，首先经过一道金属网和一套旋转滤网，然后由四条3公里长管渠输送进入四只蓄水池，管渠内径3米，内壁为混凝土涂层。进水首先冷却电厂的蒸汽冷凝器，然后再进入两只蓄水池，钢厂的循环冷却水系统就从这两只蓄水池中取水。二氧化氯通过一个特殊设计的系统以保证与进水的充分混合，从旋转滤网的前面加入。二氧化氯用酸化法制备，原料为33%的HCl、31%的NaClO₂溶液和稀释水，共有12台ClO₂发生器，每台的额定产量为10kgClO₂/h，运行过程中定时检查发生器的效率。
　　最初的三台发生器于1980年安装好，经过一段时间的使用之后，1984年又安装了三台发生器。1990年生产系统进行了改建，现在总共安装了12台发生器，通常运行其中的10台。刚开始时ClO₂是连续投加的（每天24小时），投加浓度0.5mg/l ClO₂。
　　通过增加新的二氧化氯扩散装置，监测水的生物和化学性质，由检查孔观查ClO₂投加浓度和微生物沾污程度的关系以及在不同水温和光照条件下进行摄相观测，摸清了微生物和大型生物的生长规律，因此ClO₂的投加方式改为：
　　冬天时投加0.5mg/L，每天投加9小时；
　　冬天时投加0.5mg/L，每天投加9小时；
　　投加期间，在电厂前的蓄水池中的剩余ClO₂以自由氯计少于0.305mg/L。
　　在这样的投加情况下，在进水口和管道中获得了很好的控制生物沾污的效果。钢厂的监测结果证明了这一点。每个月，钢厂都要用摄像机，由蛙人潜入电厂前的蓄水池中、后面的蓄水池中进行检查，3米直径的管渠上每隔一定的距离都安装有监测孔，以便于每隔一定的时间对微生物生长情况进行观测。结果表明，管道表面保持了清洁，沉积物厚度很薄，在生物繁殖期仅发现了很少量的原生的大型生物。
　　必须强调的是，自从投加ClO₂之后，钢厂不再被迫将一条管渠停产后进行物理清洗。
　　这种情况只在其中一条最小的管渠（同时用于试验目的，流量为27000m³/h）在试验不同的投加方式时，较差的结果鲜有发生。
　　在排水口的水质一直能够满足排放标准的要求，以三卤甲烷和有机氯化物来表征的副产物也从来没有检测到。同时，位置接近于出水排放品的贻贝养殖场也从来没有受到过和杀生剂有关的任何损害。

ClO₂抗微生物沾污处理 水流量 125000m³/h pH 8.1~8.4 进水ClO₂需求量 1.3~1.8mg/L 典型的水温 冬天：15ºC
夏天：27ºC 典型的生物污染量 60kg/m².年 典型的生物污染物种 贻贝，BALANIDA,SERPULIDA 处理方式 间隙性 夏天投加量 0.5mg/L每天16小时 冬天投加量 0.5mg/L每天9小时 平均每天投加量 0.25mg/L

　　例2：意大利北部的纸浆厂
　　该纸浆厂从一个湖泊取水1200~3000m³/h，取水量随进水水温和该厂的发电站需水量而定。ClO₂直接从泵前吸水时加入，以确保其与进水混和良好。在达到热交换器之前，杀生剂与进水间的接触时间少于1分种，由于ClO₂高反应活性，尽管接触时间如此之短，其投加浓度为0.3mg/L，到达热交换器时的浓度则低于0.04mg/L。进水ClO₂需求量为1.3mg/L，总好氧菌数量在10⁴CFU/mL，pH在7.9~8.1之间，平均投加量在0.15~0.3mg/L之间。在这样的处理条件下，好氧菌数量下降到10CFU/mL的水平，大大降低了生物沾污形成的可能性，同时不会对金属管道产生腐蚀问题。
　　现在控制生物沾污的操作是根据系统运行参数进行的（热交换阻抗和水头损失）。
　　同以前采用的方法相比，用ClO₂处理工艺降低了水消耗量，最重要的是，降低了维护费用，因为以前的方法为了对热交换器进行清洗，需要将发电站停下来。

意大利北部纸浆厂用ClO2控制生物污染处理 水流量 1200~3000m³/h PH 7.9～8.1 进水ClO2需求量 ≈1.3mg/L 进水总好氧菌数量 10⁴CFU/mL 处理方式 间歇性 夏天投加量 0.3mg/L 冬天投加量 0.15mg/L

　　例3:地中海中小小岛上的石化工厂
　　该石化建于海岸边，从一个与外海水量交换较多的海湾中取水。该厂通过建设一些混凝土堤坝来降低这个交换水量，来部分地改变海湾周边地环境。因此该厂井水中地贻贝和其它生物数量比其它生物数量比前两例要高出很多。
　　该厂因而决定采用一种控制生物污染的处理方法。
　　当该厂开足的时候，大约需要36000m³/h的水量，通过两条混凝土管道进入两只配水池，然后经过经过金属隔网后进入四只沉砂池。
　　之后水流经过一只旋转过滤器，在一些位置投加ClO₂以获得较好的混合效果。这之后，水通过泵提升，经碳钢管输送到发电厂的冷凝器后厂内其它的热交换器。
　　在出水口，水被集中在一起并排放到海中。
　　进水到pH在8～8.3之间，好氧菌数量氧约10²CFU/mL，ClO₂需求量在0.7～1mg/L之间，TOC低于1mg/L。目前的投加量约为0.3mg/L，每天投加5小时：这一投加量是考虑到进水的生物污染量较少情况，和平均的水温记录以及以前其它钢厂的实际运行经验而确定的。通过观察管道和测定热交换阻抗说明ClO₂处理具有较好的效果。
　　在进水管道上，投加ClO₂前后安装量观察孔，以便确定生物量和存在的微生物和大型生物。在靠近ClO₂投加点的地方，根据水头损失和生物量，安装了新的设备，将处理过的水从主干管中导出。

地中海中小小岛上的石化工厂控制生物污染处理 水流量 ≈36000m³/h PH 8～8.3 进水ClO2需求量 ≈0.8mg/L 进水总好氧菌数量 102CFU/mL 处理方式 间歇性 投加量 0.3mg/L，每天投加5小时

结　论

　　几个实验证明了二氧化氯作为控制微生物和大型生物污染药剂的有效性。通过工业生产的应用，肯定如下结论：在各种水源情况下，较低的投加量（0.05～0.2mg/L）就足够可以获得良好的控制生物沾污的现象。