第26章-微生物控制-冷却系统

苏伊士集团的微生物控制剂可以帮助处理和保护冷却系统免受各种微生物和微生物的生长。

• 由于生物污染造成的困难
• 冷却水微生物学
• 生物膜
• 黏液控制程序的选择
• 用于冷却系统的非氧化性化学品的特性
• 专有的非氧化性化学品

冷却水系统，特别是开式再循环系统，为微生物的生长提供了良好的环境。微生物在潮湿表面的生长导致生物膜的形成。如果不加以控制，这些膜会形成结垢，影响设备性能，促进金属腐蚀，加速木材劣化。这些问题可以通过适当的生物监测和应用适当的冷却水抗菌剂来控制。

由于生物污染造成的困难

冷却系统中的微生物污染是藻类、真菌和细菌在表面大量生长的结果。直通式和开放式或封闭式循环水系统可能支持微生物生长，但在开放式循环水系统中，污染问题通常发展得更快，范围更广。

一次通过的冷却水流通常含有相对较低水平的微生物生长所必需的营养物质，因此生长相对缓慢。开放的再循环系统从空气中去除微生物，并通过蒸发浓缩化妆品水中的营养物质。因此，微生物的生长更加迅速。工艺泄漏可能进一步增加冷却水的营养负荷。废水用于冷却的再利用增加了营养，也为冷却系统贡献了大量的微生物。

除了有机和无机营养物的可用性外，温度、正常pH值控制范围和冷却水的连续曝气等因素有助于为微生物生长提供理想的环境。藻类生长所必需的阳光也可能存在。因此，可能会产生大量不同的微生物种群。

不受控制的微生物在表面生长的结果是“黏液”的形成。黏液通常是生物和非生物材料的集合体。生物成分，被称为生物膜，由微生物细胞及其副产品组成。主要的副产物，胞外聚合物(EPS)，是水合聚合物的混合物。这些聚合物在细胞周围形成凝胶状网络，似乎有助于附着在细胞表面。非生物组分可以是来自许多来源的有机或无机碎片，这些碎片已经被吸附到或嵌入到生物膜聚合物中。

黏液可以在整个一次性和再循环系统中形成，并且可以在可触及的地方看到或感觉到。在非暴露区域，黏液可以表现为传热效率降低或水流减少。破坏木材的生物可能会渗透到冷却塔的木材中，消化木材并导致结构倒塌。沉积物下或泥内的微生物活动可以加速腐蚀速度，甚至穿孔热交换器表面。

冷却水微生物学

微生物

在冷却水系统中形成黏液沉积物的微生物是土壤、水生和空气中常见的微生物(如图26-1所示)。这些微生物可能随着补给水进入系统，要么来自淡水的微生物数量较少，要么来自废水的微生物数量较多。当空气通过冷却塔时，大量的空气也可能被擦洗掉。工艺泄漏也可能产生微生物。

细菌。各种各样的细菌可以在冷却系统中定居。球形、杆状、螺旋状和丝状是常见的。有些产生孢子以在恶劣的环境条件下存活，如干燥期或高温。好氧细菌(在含氧水中繁殖)和厌氧细菌(被氧气抑制或杀死)都可以在冷却系统中找到。

真菌。常见的两种真菌是霉菌(丝状形式)和酵母(单细胞形式)。霉菌可能相当麻烦，导致冷却塔木材的白腐或褐腐，这取决于它们是纤维素分解(攻击纤维素)还是木质素降解。酵母也能分解纤维素。它们可以产生大量的黏液，并优先在木材表面定居。

藻类。藻类是光合生物。绿色和蓝绿藻在冷却系统中非常常见(蓝绿藻现在与细菌分类，被称为蓝藻)。各种类型的藻类可以负责绿色生长，堵塞屏幕和分配平台。严重的藻类污染最终会导致水流不平衡，降低冷却塔效率。硅藻(被硅质细胞壁包围的藻类)也可能存在，但通常在冷却系统问题中不起重要作用。

异同

尽管藻类、真菌和细菌在许多方面不同，但它们也有许多共同的特征。这些相似性和差异性对于理解生物污染及其控制具有重要意义。

• 细胞大小根据细胞结构的复杂程度而不同。较简单的细菌和蓝藻比霉菌、酵母和其他藻类小得多。由于它们更快的新陈代谢和生长速度，这些较小的细胞能够更快地繁殖。
• 所有微生物的生长都需要水。尽管它们在绝对需水量和在干旱期生存的能力方面各不相同，但一个活跃的、有活力的微生物种群不能离开水而存在。
• 在冷却系统中生长的大多数微生物都被坚硬的细胞壁束缚住。细胞壁赋予生物体特有的形状，并提供机械强度。紧靠细胞壁的是细胞膜，它是细胞的渗透性屏障。这种屏障使细胞能够浓缩所需的化学物质，如营养物质，并排除或排出有毒或不需要的化学物质，如废物。可以在膜上建立几个数量级的浓度梯度。所有细胞都必须消耗大量的代谢能量来维持最佳的内部状态。所有微生物的一个基本特征是在恶劣和变化的环境中保持细胞必要的组织和完整性的能力。
• 为了生存和生长，所有细胞都必须从环境中获取能量和化学“积木”。下一节将讨论每种类型的细胞在不同环境中实现此功能的能力。

微生物生长

微生物细胞所使用的基本成分和需求量最大的成分是碳、氮和磷。微生物获取碳的方法不同。绿藻、蓝藻和某些细菌可以利用二氧化碳作为唯一的碳源，并将其转化(“固定”)为细胞碳化合物。大多数细菌、酵母和霉菌都需要预先形成的碳化合物，并使用从非常简单到非常复杂的有机分子。为了满足对氮的需求，微生物“固定”大气中的氮或利用环境中存在的胺、亚硝酸盐和硝酸盐。天然存在和合成的无机和有机磷酸盐可用于满足微生物对磷酸盐的需求。

微生物已经发展出许多从周围环境中获取能量的方法。藻类和其他光合生物从太阳捕获光能。无机化学物质，如氨、硫和氢，可以被某些细菌氧化以释放能量。更常见的是，细菌、酵母和霉菌释放储存在有机化合物中的化学能，如糖、蛋白质、脂肪、油、有机酸和醇。

需氧生物利用氧气驱动氧化，从而释放化学能。厌氧菌不使用氧气，但可以用硫酸盐或硝酸盐等分子代替氧气。在厌氧产能过程中，这些氧化分子被还原，形成硫化物或氮气。当没有可接受的氧化剂可用时，一些厌氧菌仍然可以产生能量，尽管效率较低，通过将一半的底物分子氧化还原另一半。通常，这种“发酵”反应的副产物是各种有机酸。所有的微生物都以可用的小包装提取和收集能量。能源一旦获得，其使用方式就只有细微的差别。

在有足够的营养的情况下，可以生长和繁殖。细菌和蓝藻通过二元裂变繁殖，这是一个细胞分裂形成两个相同子细胞的过程。酵母通过出芽分裂，母细胞反复形成单个、相同但小得多的子细胞。丝状霉菌通过在长丝的生长端形成新的细胞而生长。根据种类的不同，绿藻可以有几种生长模式，从尖端延伸到一个细胞在一个分裂周期内产生几个细胞。与其他细胞特征一样，生长过程的复杂性也随着细胞大小的增加而增加。在最佳条件下，一些细菌的数量每20到30分钟就会翻一番，而霉菌的质量可能需要好几个小时才能翻一番。

微生物对环境的变化也具有极强的适应性。这个特性与单元的大小和复杂性有关。生长需求最小，生长速度快的简单形式可以在几天内形成许多细胞代。在这些世代中，细胞特征的轻微随机变化可以产生一个更有能力在变化的环境中生存的新细胞。这种新细胞很快就能控制环境。许多微生物携带着未表达形式的信息，以便在需要生存时执行功能。环境的变化可以激活这些信息，使微生物种群的所有成员在一代人的时间内作为一个群体获得新的能力。

通常，冷却水并不富含营养，因此微生物必须消耗大量的能量来运输和浓缩细胞内的营养物质。这一过程可能会消耗已经供应不足的能源，但它是必要的，使生化机器以最高速度运行。由于存在着对可用营养物质的激烈竞争，那些能最有效地集中其必需营养物质的物种将有机会生长得最快。生长速度最终将受到首先低于最佳浓度的营养物质的限制，但这并不一定是最低浓度的营养物质。

有时，用于冷却系统的化学品可能会提供限制性营养物质的额外来源，从而促进系统中的微生物生长。pH值的改变可能使稳定的种群平衡转变为不平衡的、麻烦的状态。虽然细菌在中性pH值下可能受到控制，但转向酸性pH值可能导致霉菌或酵母的控制。因为许多藻类在碱性pH值下生长最旺盛，试图通过提高pH值来减少腐蚀可能会导致藻华。

季节变化也会影响冷却水系统的生长模式。淡水供应中的天然藻类群落是非常动态的，优势物种可以随着温度、营养物质和日照量的变化而迅速变化。蓝藻通常是冷却系统中的主要定植菌。季节的变化会增加它们在补给水中的数量，从而导致系统中的藻类大量繁殖。在秋天，由于落叶增加了营养水平，降低了pH值，细菌数量会增加，而藻类数量则会减少。

生物膜

微生物学家认识到两种不同的微生物种群。自由漂浮的(浮游生物)种群在大块水域中被发现。附着的(无柄的)种群殖民表面。在这两种菌群中都可以发现相同种类的微生物，但无根菌群负责生物污染。

关于生物膜在诸如热交换器管等潮湿表面上的形成，我们知道得很多。被淹没的表面上的微生物分泌聚合物(主要是多糖，但也有蛋白质)，这些聚合物即使在清洁的表面上也能牢牢地附着在一起，防止细胞被正常的冷却水冲走。这些细胞外聚合物质在自然状态下水化，在无根微生物周围形成凝胶状网络。这种聚合物网络有助于生物膜的完整性，并作为一个物理屏障，阻止有毒物质和掠食性生物到达活细胞(见图26-2)。生物膜聚合物也能在氧化剂到达并消灭微生物之前消耗掉它们。因此，控制无根微生物所需的剂量比控制浮游生物所需的剂量大许多倍。

生物膜起初发展缓慢，因为只有少数生物能够附着、存活、生长和繁殖。随着种群呈指数增长，生物膜的深度迅速增加。生物膜聚合物具有粘性，有助于新细胞附着在定植的表面，也有助于从大量水中积累无生命的碎片。这些碎屑可能由各种无机化学沉淀物、有机絮凝体和死细胞团块组成。这些累积过程，以及表面细胞的生长和复制，以及这些细胞产生的额外聚合材料，都导致了污染。

当污垢发生时，即使是机械清洗也不能去除生物膜的所有痕迹。先前被污染和清洁过的表面比新表面更快地定植。残留的生物膜材料促进定植，减少显著污染再次出现前的滞后时间。

热交换表面上的生物膜起着绝缘屏障的作用。一旦生物膜厚度超过层流区厚度，换热器性能就开始恶化。微生物和水合生物聚合物含有大量的水，生物膜的重量可超过90%的水。因此，生物膜的导热系数与水非常接近，就传热效率而言，生物膜相当于沿热交换表面的一层滞水。

在管壳式换热器中，传热阻力在体相湍流中最小，在金属管壁上略大，在层流区域上最大。随着生物膜厚度的增加，层流区的表观厚度也随之增加。和水一样，生物膜的导热性是许多金属的25到600倍。由于生物膜的生长，层状区表观厚度的微小增加对传热有显著的影响。薄的生物膜减少传热的量等于换热器管壁厚度的大量增加。例如，在低碳钢换热器壁上积累1毫米厚的生物膜对传热的阻力相当于增加80毫米的管壁厚度。

生物膜可以通过多种方式促进污染金属表面的腐蚀如图26-3所示。这被称为微生物影响腐蚀(MIC)，并在第25章。微生物是促进传统腐蚀机制的生物催化剂;

• 生物沉积物的简单、被动存在阻止了缓蚀剂到达污染表面并使其钝化
• 微生物反应可以加速正在进行的腐蚀反应
• 微生物副产物可以直接侵蚀金属

生物膜的物理存在和膜内的生化活性改变了污染表面的环境。殖民地和非殖民地之间的差异可能会促进类似电流的攻击。微生物消耗氧气的速度比从整体溶液中转移氧气的速度要快，并且生物膜下的区域变成厌氧和阳极。定殖表面的再钝化也受到阻碍。一些缺氧的微生物转向发酵代谢，产生大量有机酸。这可能导致局部ph值较低。厌氧菌，如硫酸盐还原菌，在低氧环境中生长。这些细菌可以氧化阴极形成的氢，使腐蚀电池去极化。它们的硫化物副产物可能具有直接腐蚀性，或者可能进一步导致污染和未污染部位之间的电化学差异。

总之，源自自然环境的微生物利用有利的环境条件在冷却系统中定居。冷却系统是微生物的有利环境，因为它们含有水，在可接受的温度和pH范围内工作，并为生长提供营养。微生物附着在未经处理的系统表面产生沉积物，降低设备效率，并可能对冷却设备具有高度破坏性。

黏液控制程序的选择

由于微生物在冷却水系统中生长的速度很快，因此对这些系统进行频繁监测对于确定正在发生的问题至关重要。对运行数据的监控可以识别趋势，定期系统检查可以显示是否发生了污垢。测试板和测试热交换器可用于操作系统，以便在不中断系统运行的情况下进行监控。

从冷却系统收集的沉积物可以在实验室进行分析，以确定其化学成分和生物含量。如果沉积物中含有大量微生物，则应查明其致病因子并加以处理。实验室可以鉴定出主要是藻类、细菌或真菌显微镜下(见图26-4)或通过常规的文化隔离和鉴定。

还可以进行微生物计数，以确定系统内的种群是稳定的、增加的还是减少的。通常，浮游生物的数量是通过标准方法平板计数技术监测的。然而，并不是所有的生物在污染过程中可以检测到这种方法。厌氧细菌，如硫酸盐还原剂，可引起沉积物下腐蚀，不显示有氧培养程序。必须使用特殊技术来确保检测到这些微生物(见图26-5和图26-6)。图26-5。图26-6。

仅依靠散装水计数不能提供有关表面污染程度的充分信息。结果必须根据样品采集时的操作条件进行解释。例如，在未经处理的系统中，当散装水计数较低时，可能存在健康，稳定的生物膜种群，因为很少有固结生物从污染表面释放出来。如果使用抗菌剂，散装水计数实际上可能会急剧增加。这是由于生物膜的破坏和无根生物的脱落进入散装水。

为了更好地诊断，有必要使用微生物监测技术，以便更直接地评估地表条件。可以清洗已知的表面区域，并将去除的生物体悬浮在已知体积的无菌水中。在这些水被镀上之后，反向计算提供了原始表面上生物数量的近似值。

另一项技术涉及监测已知区域表面的生化活动。用合适的底物孵育生物混杂的标本。在特定接触时间后发现的反应产物浓度与表面上生物的数量和健康状况有关，因此可以用作生物污染的量度。

无论使用哪种目标人群或监测技术，单个孤立的数据点都没有什么意义。必须汇编各种数据，以生成系统中微生物趋势的概况。该记录还应包括对样品采集时设备性能和操作条件的观察，从而为解释新数据提供有意义的背景。

在确定需要处理以解决污垢问题后，必须选择有效的产品。只有在病原微生物已知的情况下才能作出初步选择，因为所有抗菌剂的活性谱不尽相同。有些能有效控制藻类，但不能控制细菌。对其他人来说，情况正好相反。对一些人来说，活动谱，通过抑制放射性标记的营养摄取来测定的范围相当广泛，涵盖了所有常见的冷却水微生物(见表26-1和图26-7)。

表银行业。抗菌功效。

我50(ppm) * *我50值是抑制生物体生长50%的浓度，并通过使用14c标记的营养物质来确定。
	细菌		真菌		藻类		蓝藻
抗菌	肺炎克雷伯菌	芽孢杆菌megaterium	假丝酵母krusei	木霉	小球藻Pyrenoidosa	栅藻obliquus	Anacystis nidulans	项圈藻flos-aquae
(制)-硫氰酸	2.7	1.5	3.1	0.7	1.4	1.2	1.0	2.5
Dibromoni-trilopropion-amide	5.1	1.2	16	10	11	20.	1.1	1.5
B-Bromo-B-nitrostyrene	3.6	2.5	2.0	0.6	0.85	5.0	1.5	0.7
bromonitro-propanediol	15	8.0	--	27	80	120	--	--

了解不同的抗菌剂如何影响微生物也有助于选择适当的治疗方法。有些会杀死与它们接触的生物体。其他的抑制生物体的生长，但不一定杀死它们。如果在系统中保持适当的浓度足够长的时间(理想的浓度是连续的)，这些生物调节剂是有效的。

应对抗菌素的相对有效性进行实验室评价。这有助于识别那些可能对系统中的污染生物起作用的生物，并消除那些几乎没有成功机会的生物。由于抗菌处理的目的是控制或消除生物膜生物，因此对沉积物中发现的固定性生物以及流动水中的浮游生物进行评价是有帮助的。

任何处理方案的目标都应该是使附着的微生物群暴露在足以穿透和破坏生物膜的抗菌剂量下。一般来说，清理被污染的系统需要更高浓度的间歇进料处理，而维持清洁的系统可以通过低水平的连续或半连续进料来实现。给定一定程度的污垢，系统运行条件允许的暴露时间越短，所需的抗菌浓度越高。相反，如果暴露时间长，可以用较低的抗菌剂量来控制相同程度的污垢。

当基于来自待处理系统的接触时间时，抗菌试验结果是最相关的。由于一次性接触时间通常很短，因此很难在实验室测试中模拟这些系统。与循环冷却系统相关的较长接触时间很容易在实验室中复制。

在一次通过系统中，抗菌剂应连续给药以达到必要的接触时间。通常，在连续饲养的基础上，只有低水平的抗菌素是负担得起的。半连续处理可能更经济，或者由于出水限制可能需要。这种一次性通过系统的间歇程序仍然必须设计为在整个系统中实现有效的抗菌浓度，使用每天几分钟到几小时的处理时间。

再循环系统也可以连续或间歇处理，尽管间歇处理方案更常见。在这些系统中，间歇处理的目的是产生高浓度的抗菌剂，这些抗菌剂将穿透并破坏生物膜并最终消散。当处理水平低于有毒阈值时，微生物又开始生长。经过一段时间的增殖，新的生长被另一次冲击剂量去除。如前所述，先前被污染的表面可以以更快的速度重新定殖。因此，生长和去除的周期在一个系统内可能会有所不同，当然在不同的系统之间也会有所不同，即使是那些使用相同水源的系统。

在循环系统中，抗菌药物浓度降到阈值浓度以下的时间可以用数学方法确定。这些信息对于制定有效和经济的煤泥控制计划非常有用。所需的阈值浓度应通过毒物评估来估计。系统中抗菌剂的理论耗竭可由下式确定:

BD x T Log Cf = Log Ci - 2.303V其中:Cf =终浓度，ppm Ci =初始浓度，ppm

BD =排污和风损，gpm V =系统容量，gal T =时间，min

当Cf为Ci的25%时，重复休克治疗是标准做法。在此基础上，添加抗菌药物的时间间隔可计算如下:

V T = 1.385 x BD

求解T的这个方程将表明段塞注入系统的频率，但这个决定只适用于75%的消耗或两个半衰期。

所提供的方程式不适用于下列化合物:

• 挥发性化合物，在塔上通过时可能丢失
• 与水中物质发生反应的化合物(即需求)
• 可在水中降解的化合物

在规划黏液控制程序时，还必须考虑到所使用的抗菌剂的工艺用水的任何化学需求。不考虑化学需要量可能会妨碍达到必要的阈值浓度，并可能导致处理方案的失败。还应考虑抗菌剂与水中添加的其他处理的相容性。

许多系统变量会影响系统中微生物的行为，抗菌剂的效果也会受到这些变量的影响。因此，必须仔细考虑是否、何时以及在何处处理冷却水系统。

成本是选择煤泥控制方案的主要标准。如果不了解或估计应用和监控该计划所需的化学品、饲料设备和劳动力的个别成本，以及污水处理要求，就无法确定成本。此外，必须权衡实施该计划可能产生的不利影响与不进行治疗可能产生的不利影响。对零部件成本的了解可以帮助指导项目的实施。例如，如果人工成本很高，那么更频繁地添加抗菌剂并减少所需的监测量可能更经济。每个系统必须单独考虑，也可能需要季节性调整。

用于冷却系统的非氧化性化学品的特性

用于微生物控制的抗菌剂可大致分为两类:氧化性和非氧化性。氧化剂，如氯和溴，在第27章讨论;非氧化剂将在本章的剩余部分讨论。

氧化性抗菌剂和非氧化性抗菌剂之间只有相对的区别，因为某些非氧化性抗菌剂具有弱至轻度氧化性。两组之间更显著的差异与行动方式有关。非氧化抗菌剂通过与细胞中特定的细胞成分或反应途径反应而对微生物产生作用。氧化抗菌剂被认为是通过对表面或细胞内的化学物质进行更不加区分的氧化而杀死的。

需要了解抗菌素的化学成分和作用方式，以确保其正确使用并了解其局限性。

两个特征机制典型的许多非氧化性化学品应用于冷却系统的生物污染控制。在一种情况下，由于细胞膜受损，微生物被抑制或杀死。在另一种情况下，微生物的死亡是由于与能源生产或能源利用有关的生化机制受到损害。

季铵化合物(quats)是一种阳离子表面活性分子。它们会破坏细菌、真菌和藻类的细胞膜。结果，通常被阻止进入细胞的化合物能够穿透这个渗透性屏障。相反，集中在细胞内的营养物质和必需的细胞内成分会泄漏出来。生长受到阻碍，细胞死亡。在低浓度下，quats是生物静态的，因为许多生物体可以在受损状态下存活一段时间。然而，在中至高浓度下，quats可以控制微生物。

许多抗菌剂干扰能量代谢。因为所有的微生物活动最终都依赖于能量的有序转移，所以可以预见，对许多能量产生或捕获反应的干扰将对细胞产生严重的后果。已知抑制能量代谢的抗菌素包括:

• 有机锡
• 双(三氯甲基)砜
• 制硫氰酸)(MBT)
• Beta-bromo-Beta-nitrostyrene (bn)
• dodecylguanidine盐
• bromonitropropanediol (BNPD)

所有这些化合物在使用足够浓度时都是有效的。十二烷基胍盐还具有表面活性剂的性质，这可能有助于其有效性。

虽然实验室实验可能为特定机制提供线索或间接证据，但受这些代谢抑制剂影响的确切部位或反应往往是未知的。足够浓度的锡和其他重金属会使蛋白质失去其正常功能所必需的特有的三维结构。一些抗菌剂，如亚甲基双硫氰酸酯(MBT)被认为与生物分子不可逆地结合，阻止了这些分子为了发挥作用而必须经历的顺序还原和氧化。

溴丙二醇(BNPD)是一种新型的冷却水控制剂，可以催化巯基(R-SH)之间形成二硫键(R-S-S-R)。蛋白质含有巯基，由于酶主要是蛋白质，因此可以推测相邻-SH基团之间形成的二硫键可能会阻碍酶的活性。许多不同的酶含有巯基，因此这种抗菌剂除了产生能量外，还可能影响广泛的微生物活动。

一种常见的非氧化剂的作用方式不能被归类为表面活性抑制剂或代谢抑制剂。活性的二溴甲基丙烯酰胺(DBNPA)似乎表现得有点像一种氧化性抗菌剂，与细菌细胞反应相当迅速。放射性标记的[14C]DBNPA与细菌相互作用的研究表明，14C标记从未穿透细胞，这是参与能量代谢所必需的。相反，它会迅速而牢固地与细菌的细胞壁结合。然而，用[14C]- β -溴- β -硝基苯乙烯(BNS)进行的类似研究表明，硝基苯乙烯穿透细菌细胞并在浓度远高于外部浓度的情况下在细菌细胞内积累。因此，虽然DBNPA的作用方式是未知的，但它很可能不同于已知的非氧化抗菌剂的其他机制。

冷却系统中使用的一些抗菌剂是在水中自发分解的化合物，从而减轻了一些潜在的环境危害。这种化学分解通常伴随着化合物毒性的降低。这种化合物可以添加到冷却水系统中，完成杀死系统中微生物的任务，然后分解成毒性较小的化学物质。具有这种特性的抗菌剂有BNS、MBT、DBNPA和BNPD。

专有的非氧化性化学品

冷却水系统中微生物种群的动态是复杂的。在一种微生物群或物种占主导地位的情况下，可能会发生污染问题。在其他情况下，在没有明显污染的情况下，可以存在平衡的种群混合。对这种观察结果的一种解释是，当平衡的种群共存时，它们相互竞争可用的营养物质，并控制彼此的生长。当一个群体成功地取代了其他群体时，它的增长可以在没有竞争的情况下进行。

由于这些考虑，一些专有抗菌剂被配制成含有一种以上的活性物质。活性物的适当混合可以补偿一种或多种活性物所显示的杀伤谱的限制。例如，如果抗菌药物A对细菌有效，但对真菌无效，那么可能必须使用大量的A来控制潜在的真菌问题。然而，如果抗菌药物B对细菌和真菌的作用是公平的，那么a和B的组合将扩大控制范围，因此比高浓度的a单独使用更可取。

在不增加抗菌剂用量的情况下，混合物的功效可以超过简单的添加剂效应所预期的效果。这种大大增强的性能或协同作用只能从某些活性物质的组合中获得。与单独使用A或B相比，协同作用可以使A和B的联合浓度大大降低，从而控制微生物。使用由协同活性混合物组成的产品可以降低排污水中的处理浓度，并节省成本。

控制范围也可以通过向一个系统连续饲喂抗菌素来扩大:交替饲喂两种活性物质与混合同时饲喂活性物质具有相同的结果。

另一个要考虑的变异是系统中耐药微生物的可能增殖。耐药形式可能在冷却系统内通过突变自发产生，但更有可能起源于系统外。抗菌剂的作用只是减少非耐药菌的竞争，并允许新引入的耐药菌不受控制地生长。这在使用单一抗菌活性成分治疗期间更有可能发生，因为当活性成分不同时，微生物对一种以上活性成分耐药的可能性极低。顺序添加和协同混合的抗菌剂在从冷却系统中根除抗菌剂耐药微生物方面可能同样有效。

对产品的作用方式、要处理的系统和环境影响的理解有助于制定有效的抗菌方案。所有这些因素都在选择对环境安全的有效和经济的微生物控制方案中发挥作用。

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