021-62306747
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技术文章
更新时间：2026-03-18
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在石化、电力、化工、数据中心等工业领域，冷却水系统是保障设备连续稳定运行的关键环节。然而，系统内部长期存在的一类风险——生物膜（Biofilm），正在持续影响换热效率、设备寿命与运行安全。
一篇发表于国际微生物生态学期刊FEMS Microbiology Ecology的研究论文《Biofilm growth and control in cooling water industrial systems》，系统梳理了工业冷却水系统中生物膜的形成机制、影响因素及控制思路，为行业理解和应对这一问题提供了重要科学依据。
作者在文章中指出，工业冷却水系统通常具备适宜的温度区间、稳定的水力条件、充足的溶解氧以及丰富的固体接触表面。这些条件为微生物附着、生长和聚集创造了理想环境。
当微生物在管道、换热器或填料表面定植后，会逐步形成由胞外聚合物（EPS）包裹的生物膜结构。与水体中的游离细菌相比，生物膜中的微生物具有更强的环境适应性和抗冲击能力，使其成为冷却水系统中难以清除、但影响深远的风险源。
四种不同生物膜片段的三维渲染图
研究人员使用CLSM 3D重建得到的东欧某冷却系统中的冬季生物膜样本
论文系统总结了生物膜在工业冷却水系统中带来的主要问题：
换热效率显著下降，导致能耗上升；
微生物诱导腐蚀（MIC）风险增加，缩短设备使用寿命；
生物污堵与运行不稳定，增加维护和停机成本；
研究强调，这些风险往往具有渐进性和隐蔽性，一旦通过传统指标被发现，系统往往已经受到实质性影响。
在生物膜风险预警方面，论文重点比较了传统培养法与新型在线或快速微生物监测技术的优劣：
传统培养法仍是法规与标准体系中的重要依据，但存在检测周期长、仅反映可培养微生物、结果滞后于实际系统变化等局限，难以及时捕捉生物膜形成的早期信号。
新型在线与快速监测技术能够更高频率、更接近实时地反映系统内微生物水平变化，有助于提前识别生物活性升高趋势，为生物膜风险提供前瞻性预警。
论文指出，在复杂工业冷却系统中，仅依赖培养结果已难以满足精细化运行管理的需求。
研究进一步提出，未来冷却水系统的生物膜管理，应从以杀生剂为核心的被动控制，转向结合精准监测与更可持续控制策略的综合管理模式，以实现：
提升系统运行效率；
降低腐蚀与突发故障风险；
减少化学药剂过量使用；
改善整体环境友好性与长期运行稳定性。
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