冷卻水系統，尤其是開式循環系統，為微生物的生長提供了良好的環境。微生物在潮濕表面的生長導致生物膜的形成。如果不加以控制，這種生物膜會導致結垢，對設備性能產生不利影響，促進金屬腐蝕，加速木材降解。這些問題可以通過適當的生物監測和冷卻水抗菌劑的適當應用來控制。

冷卻系統中的微生物污染是藻類、真菌和細菌在表面大量生長的結果。一次通過和打開或關閉循環水系統可以支持微生物的生長，但是結垢問題通常在開放式循環系統中發展得更快和更廣泛。

直流冷卻水通常含有微生物生長所需的相對較低水平的營養物質，因此它的生長相對較慢。開放式再循環系統通過蒸發和濃縮去除空氣中的微生物并補充水中的營養。因此微生物生長更快，工藝泄漏可能進一步影響冷卻水的營養負荷。再利用廢水進行冷卻可以增加養分，并為冷卻系統貢獻大量微生物。

除了有機和無機營養物質的供應外，溫度、正常的pH控制范圍、冷卻水的持續曝氣等因素都有助于為微生物生長提供理想的環境，藻類生長所需的陽光也可能存在，因此可能會出現大量不同的微生物種群。

表面不受控制的微生物生長導致“粘液”的形成，粘液通常是生物和非生物物質的集合體。被稱為生物膜的生物成分由微生物細胞及其副產物組成，主要副產物胞外聚合物(EPS)是水合聚合物的混合物。這些聚合物在細胞周圍形成凝膠狀網絡，似乎有助于粘附在表面。非生物成分可以是來自許多來源的有機或無機碎片，它們已經被吸附或嵌入生物膜聚合物中。

粘液可以形成一個滲透和循環系統，在可及的地方可以看到或感覺到。在非暴露區域，粘液可以通過降低傳熱效率或水流來表現。破壞木材的生物可能會穿透冷卻塔的木材，消化木材，導致結構坍塌。沉積物或粘液中的微生物活動會加速腐蝕速度，甚至使換熱器表面穿孔。

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