控制工业生产用水中生物膜发育的方法

专利名称：：控制工业生产用水中生物膜发育的方法
技术领域：
：本发明涉及控制工业生产用水及供水管线中生物膜发育的方法。
背景技术：
：在工业运水容器，如水箱、水管、工艺用水储罐、添加剂罐、过滤器、供水管或废水管等中，在与水接触的一个表面或多个表面上经常能够观察到有层状物生成，这实际上是一种生物膜，是一种嵌入在细胞外聚合物以及多种有机或无机化合物的基质中的微生物种群。近几年来，这种生物膜的特性已经成为学术和工业研究人员关注的焦点。虽然生物膜中可能仅含有一种微生物，但典型的生物膜中不仅含有不同种的微生物，而且还含有不同类型的微生物，如藻类、原生动物、细菌等等。现已发现生物膜的一个特性是其中的微生物间具有配合或协同作用。因此，例如，已经发现由粘附于表面上的细菌产生的某些酶的活性要比浮游(即自由飘浮)状态下的细菌高得多(David.G.Davies，在"MicrobialExtracellularPolymericSubstances",Springer-Verlag1999;编车茸J.Wingender，T.R.New，H.C.Flemming，此后简称为"Wingender等人")。对于浮游细菌和粘附于与水接触的固体表面上的细菌的酶活性进行对比研究，结果表明粘附细菌中的酶活性要大于浮游细菌(M.Hoffman和AlanW.Decho在Wingender等人编辑的书中进行了报道)。微生物膜内的通讯是诱导和调控生物膜活性的原因，其中生物膜活性例如包括细胞外酶的生物合成、生物膜的发育、抗生素的生物合成、生物表面活性剂的生成、外源性多糖的合成等等，所有这些作用均涉及到复杂的生物化学作用(AlanW.Decho在Wingender等人编辑的书中进行了报道)。生物膜内微生物间的基因交换也已被发现。实践经验表明，在给定的工艺用水环境中，与生长在生物膜外部的微生物相比，生长于生物膜内的微生物对抗杀生物剂的作用更强。因此，总体来说包裹于生物膜内的微生物所表现出的特性与类似数量的浮游微生物所表现出的特性不同。通过协同作用，微生物种群构成了一个微生物群落它能够构建起一个由无机和有机材料组成的基质，从而使生物膜得以形成和维持。由于微生物是生长和增殖的单细胞生物体，因此，生物膜内的微生物必须连续不断地更新其周围的基质，扩展并维持基质。这一过程就象一种群人聚集在一起共建自己的彼此相邻的住房一样，他们不仅要维持现有的住房，而且还要建设更多的住房以适应人口增长的需要，其中可以在水平方向上彼此相邻添加新房，或在垂直方向上在现有住房的顶部添加新房。目前，科学家们已经研究得非常透彻，生物膜内微生物间的协同作用是由于微生物间的通讯所诱导出的。例如，高丝氨酸内酯在细菌间的通讯中扮演了重要的角色。生物膜的细胞外聚合物基质可能是化学通讯的有效介质，从而促进了生物膜内各微生物间的有效通讯。由于生物膜中的微生物在酶生成能力上要优于浮游微生物，已有相当多的研究致力于开发可以进行化学反应的生物膜。但是，对于工业运水容器，如管道、水箱等方面，这种生成酶的倾向，更为重要的是生物膜在容器表面生成厚重生物质的倾向可能是十分有害的。由于生物膜的生长，在运水管线的特定位置上，管道或其他管路的有效内径会减小，或者使管路中流体的摩擦增加，从而使流经管路的水阻力增高，流量下降，增加推动或牵引管路中水流动的泵的功耗，并降低工业生产的效率。生物膜也可能会影响到多种化学品或生产用添加剂的品质。例如，在造纸工业中，生物膜可以破坏化学品如在湿部操作(恥tendprocess)中加到纸浆中的淀粉和碳酸钙浆(K.Joki體，在"PapermakingChemistry",Part4，1999，Fapet0y编辑)。在漂白禾口脱墨系统中，微生物也是过氧化氢降解的原因(J.F.Kramer,MPChemicalTreatment,August1997，pp.42-45)。由于在脱墨和漂白磨中存在H202降解酶，为达到漂白的指标要求，需要添加更多的过氧化氢，从而增加了生产成本。生物膜也可能造成管道和水箱的严重腐蚀，可能造成造纸机的严重故障，特别是可能造成成品纸质量下降、恶臭以及严重的流动性问题等情况的出现。为控制工业中的生物膜，现有技术中已经描述了多种方法。一种方法是采用机械手段，如刮擦或超声处理，利用物理方法破坏生物膜。例如，Costerson的美国专利4，419，248中描述了一种从浸没于水中的表面上除去生物膜的方法。在这种方法中将表面冷冻至水的冰点以下，在生物膜内形成大块的、边缘锋利的冰晶。对冰冻的生物膜解冻，然后采用如流体冲刷等手段将生物膜从表面上除去。但是这种方法经常是不现实的，因为生物膜可能生长在够不着的位置，和/或为了处理生物膜，可能需要中断生产。除物理方法外，破坏生物膜的另一种方法是采用化学方法，如使用可以破坏生物膜基质的表面活性剂或洗涤剂。例如，Burger的美国专利5，753，180中描述了一种不采用杀生物剂抑制易感金属表面微生物腐蚀的方法，其中金属表面上粘附有含活性硫酸盐还原菌的厌氧生物膜，该方法包括将生物膜与蒽醌类化合物的液状分散系接触。Fabri的美国专利6，149，822描述了一种去除和控制存在于工业冷却和生产用水中生物膜的方法。该方法提出了一种组合物，其包含由氨基碱、甲醛、亚烷基多胺和无机或有机酸的铵盐进行反应所得到的产物。这种组合物可以去除工业生产用水设备中存在的生物膜。然后采用用量较低的维持剂量将设备保持在基本无生物膜的状态。Yu等人的美国专利5，670，055中描述了瓦解工业生产用水中生物膜的方法，其包括将有效量的线性烷基苯磺酸盐加到含有可形成生物粘泥的细菌或其他微生物的工业生产用水中。在Yu等人的专利中还提出了另外一种实施方案，其包括添加一种选自该专利论述的杀生物剂以及一种该专利论述的生物膜瓦解剂。Wiersman的美国专利5，882，916中描述了一种用于降低生物膜表面张力的去污方法，可以用于去除生物膜和控制沉积的细菌。根据Wiersman的专利，将含有皂草苷和软酸如食品级乳酸钠的溶液与生物膜接触，其中皂草苷作为一种起泡剂，降低表面张力，使得生物膜松动。通过外部添加酶降解生物膜基质的方法也是已知的。例如，Johansen的美国专利46，100,080中描述了一种清洗和消毒至少部分覆盖有生物膜的表面的方法，其包括将含有一种或多种水解酶的清洗液和生物膜接触的步骤，以此将生物膜从表面上完全或部分去除或脱除；同时将生物膜与含有氧化还原酶的杀菌消毒组合物接触，其中氧化还原酶的用量可以有效杀灭生物膜中活的细菌细胞。外部酶的攻击使得生物膜的活性丧失并且性质发生改变。这些方法消除了微生物维持和扩展基质的能力。但是，这些方法也存在不少缺点，例如，这种处理方法特异性过高，使得处理的效果因地点的不同而波动，或者这种处理方法可能不具有经济性。在现有技术中，对生物膜进行控制所遇到的另一难题是，随着生物膜基质的分解，通常活细胞也随之被释放到水中。这些活细胞可能会构成新的生物膜。类似地，生物膜基质的分解可能会导致酶被释放至水中，这有可能会对正在进行的工业过程造成影响。从这一角度考虑，可以采用杀生物剂。使用杀生物剂处理工艺用水在本领域中是已知的。例如，可参见本专利发明人自己的美国专利5，976，386和6，132，628，此处引用这些专利的内容作为参考，或Brown等人的美国专利5，882，526，在后一专利中描述了一种联合使用含氯氧化剂、腐蚀控制剂、过氧化氢和过氧化氢稳定剂处理调节水的方法。最近，杀生物剂已经被用在控制生物膜的尝试中。通过联合使用生物膜降解技术，如加入生物膜降解酶或物理除去生物膜，以及使用可以使工艺用水中浮游微生物维持在低浓度水平的杀生物剂，这种目标在某些时候是可以达到的。例如，Eyers等人的美国专利5，789，239描述了使用(a)至少一种选自指定范围的降解生物膜的酶，(b)—种用于预防和/或除去表面生物膜的、作为杀生物剂的短链二醇的方法。Favstritsky等人的美国专利4，966，716描述了一种控制降低循环水系统效率的微生物生长的方法，其包括向该系统中加入有效量的水溶性全卤化物。首先，在体系中形成生物膜的表面上引入有效量的全卤化物以杀灭微生物。然后，将有机全卤化物的铵盐浓度维持在足以明显降低微生物再生长的浓度上。此外，杀生物剂已经被用于控制包裹在生物膜内的微生物，即清除生物膜基质内的微生物。特别地，据称一氯胺(MCA)和游离氯(FC)在杀灭生物膜形成菌中显示出类似的效會g(M.W.LeChevallier等人，AppliedandEnvironmentalMicrobiology,pp.2492-2499，1988;T.S.Rao等人，Biofouling12(4)，pp.321-332，1998)。如上所述，这种方法的难点就在于实践经验已经证明，与杀灭浮游微生物相比，杀灭生物膜内的微生物要求杀生物剂的浓度高出几倍，要求生物膜内微生物与杀生物剂接触时间长，或者需要连续不断地使用杀生物剂。这样会增加水处理的成本，同步，与理想用量的或允许用量的杀生物剂相比，可能使工人受到更大的伤害，而且也可能会对环境造成更大的危害。联合使用上述方法控制生物膜的作法在本领域中也是已知的。这些试图通过联合使用几种方法以消除单一方法局限性的作法也可能会遇到上述一些问题。例如，Belfer等人的美国专利6，106，854描述了一种具有杀菌和清除生物膜效能的液体防腐消毒剂，其包含抗菌剂、防腐剂和用于杀灭生物体的抗生物膜剂、作为清洗剂的水纯化剂、消毒剂和杀菌剂、用作收敛剂的清洗剂和将生物膜从受污染表面除去并且作为杀菌剂和杀真菌剂的磨料、抗氧剂和稳定剂、起研磨作用的摩擦剂以及将生物膜从受污染表面除去的清洗剂、至少一种使组合物呈酸性的pH调节剂、和占组合物重量35.0至50.0%的稀释剂。Barbeau等人在PCT专利公布W000/27438中描述了一种用于除去生物膜的组合物。该组合物含有最低用量的清洗剂、盐或用于成盐的酸、以及杀菌剂。在Paart等人的美国专利5，885，412中描述了一种方法和组合物，用于在采用过氧化氢漂白纤维素类纤维时压制或抑制酶对过氧化氢的分解作用，同步不对微生物造成显著的影响。这种组合物包含羟胺、硫氰酸盐、甲酸、抗坏血酸或亚硝酸盐。该专利提出使用这些物质中的一种或几种，以压制或抑制分解过氧化氢的酶，如过氧物酶和过氧化氢酶，同步不对微生物造成影响。在最近的一个防止生物膜生长的方法中，例如通过使用高丝氨酸内酯拮抗剂干扰或阻断生物膜内细胞的化学通讯。如圣经故事巴别塔一样，这些方法直接破坏了生物膜内微生物间的通讯，从而使微生物更新、扩展和维持基质的能力受到损害，并最终造成基质的分解。例如，Rycroft等人在PCT专利公布WO99/27786中描述了通过控制细菌建群来控制或防止人类或动物细菌感染的化合物。这些化合物可被用于清除表面上的生物膜。Davies等人在PCT专利公布WO98/58075中描述了一种通过利用细菌中细胞_细胞通讯的自然过程而控制微生物膜的形成、维持和散布的方法。与采用细胞外酶处理一样，采用高丝氨酸内酯拮抗剂处理工艺用水中的生物膜时，方法特异性过高，处理效果可能因地点的不同而波动，或者这种处理方法可能不具有经济性。本发明试图提出一种控制生物膜发展的方法。本发明基于这样一种令人吃惊的发现，即本专利发明人自己的美国专利5，976，386和6，132，628中所公开的杀生物剂在采用了不足以显著杀灭生物膜内微生物的投料速率和投料方式的情况下，却出人意料地控制了生物膜的发育，此处引用这些专利的内容作为参考。这种令人意想不到的低的投料速率和投料方式可以用于维持无生物膜的表面，除去已存在的生物膜并且限制酶的生成，这些酶包括过氧化物降解酶，如过氧化氢酶，过氧化物酶和脱氢酶以及淀粉降解酶，如淀粉酶，而在其他条件下，生物膜内的微生物可以生成这些酶。而且本发明也使得涉及工艺用水的工业过程如纸漂白或脱墨进行得更为有效，例如，可以降低漂白或脱墨过程中过氧化氢的用量，减少蒸煮(即采用热碱水清洗造纸机)的次数，以及通过蒸煮或其他清洗操作次数的减少而减少停机时间。通过控制生物膜在纤维、悬浮颗粒和添加剂表面的形成，本发明也可以使使用水的工业过程，包括工业造纸中的湿部化学达最优化。本专利的发明人已经发现在纤维和悬浮颗粒表面上生物膜的生长可以影响这些纤维或颗粒的粘合，使成品纸出现缺陷或质量降低。
发明内容因此，本发明的一个优选实施方案提出了一种抑制生物膜在一种表面上发育的方法，该方法包括对具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式使用生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用包括向与所述微生物种群接触的水中间歇式使用所述生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用包括向与所述微生物种群接触的水中加入第一非连续量的生物膜抑制物质；等待一定时间；然后向与所述微生物种群接触的水中加入第二非连续量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用包括向与所述微生物种群接触的水中加入第一非连续量的生物膜抑制物质，由此在与所述微生物种群接触的水中所述生物膜抑制物质达到第一种浓度；在与所述微生物种群接触的水中任所述生物膜抑制物质的浓度降至低于所述第一种浓度；然后向与所述微生物种群接触的水中加入第二非连续量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，对于微生物种群周期性使用生物膜抑制物质，其中工作周期小于l:2。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期在i:5至i:io之间。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:io。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:25。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:50。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用包括对于所述微生物种群间歇式使用生物膜抑制物质，各间歇式使用的时间为约5分钟至约4小时。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个坚固的表面上，各间歇式使用所述生物膜抑制物质的时间约为3小时。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个可消耗的表面上，各间歇式使用所述生物膜抑制物质的时间约为5分钟。在本发明的一个优选实施方案中，其发育受到抑制的生物膜邻近于一个坚固的表面。在本发明的另一个优选实施方案中，其发育受到抑制的生物膜邻近于一个可消耗的表面。在本发明的一个优选实施方案中，微生物种群位于工艺用水环境中水与一实体表面之间的界面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用生物膜抑制物质包括间歇式实时发生生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用也包括对于所述微生物种群使用所述生物膜抑制物质，其中所述生物膜抑制物质是实时发生的。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式实时发生所述生物膜抑制物质包括生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，生成一种预定稀释度的铵盐，将这两种稀溶液同步定量送入一个混合器中，按预定比例连续混合，在混合器中可重现地、稳定地和高效地原位生成有效量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式实时发生所述生物膜抑制物质包括生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，生成一种预定稀释度的铵盐，将这两种稀溶液同步定量送入一个混合器中，按预定比例连续混合，在混合器中可重现地、稳定地和高效地原位生成有效量的生物膜抑制物质，利用实时发生所述生物膜抑制物质的方式，对于所述微生物种群使用所述生物膜抑制物质的作法包括从所述混合器中将在所述混合器中原位发生的所述活性生物膜抑制物质连续注入到与所述微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式实时发生所述生物膜抑制物质包括连续和同步地将一定量的次氯酸盐注入流经第一个管路中的第一水流中，在其中生成一种预定稀释度的次氯酸盐，连续和同步地将一定量的铵盐注入流经第二个管路中的第二水流中，在其中生成一种预定稀释度的铵盐，并且连续和同步地将第一和第二水流按预定比例注入到混合器中，在混合器中原位发生生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式实时发生所述生物膜抑制物质包括连续和同步地将一定量的次氯酸盐注入流经第一个管路中的第一水流中，在其中生成一种预定稀释度的次氯酸盐，连续和同步地将一定量的铵盐注入流经第二个管路中的第二水流中，在其中生成一种预定稀释度的铵盐，并且连续和同步地将第一和第二水流按预定比例注入到混合器中，在混合器中原位发生生物膜抑制物质，利用实时发生所述生物膜抑制物质的方式，对于所述微生物种群使用所述生物膜抑制物质的作法包括从所述混合器中将在所述混合器中原位发生的所述活性生物膜抑制物质连续注入到与所述微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，所述铵盐选自溴化铵和氯化铵。在本发明的一个优选实施方案中，所述生物膜抑制物质包括有效量的溴化物活化的氯胺。本发明的一个优选实施方案还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括抑制微生物种群形成生物膜的能力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述抑制微生物种群形成生物膜的能力，但并不完全根除所述微生物种群的作法包括对具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式使用生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用包括向与所述微生物种群接触的水中间歇式使用所述生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用包括向与所述微生物种群接触的水中加入第一非连续量的生物膜抑制物质；等待一定时间；然后向与所述微生物种群接触的水中加入第二非连续量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用包括向与所述微生物种群接触的水中加入第一非连续量的生物膜抑制物质，由此在与所述微生物种群接触的水中所述生物膜抑制物质达到第一种浓度；在与所述微生物种群接触的水中任所述生物膜抑制物质的浓度降至低于所述第一种浓度；然后向与所述微生物种群接触的水中加入第二非连续量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，对于微生物种群周期性使用生物膜抑制物质，其中工作周期小于l:2。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期在i:5至i:io之间。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:io。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:25。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:50。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用包括对于所述微生物种群间歇式使用生物膜抑制物质，各间歇式使用的时间为约5分钟至约4小时。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个坚固的表面上，各间歇式使用所述生物膜抑制物质的时间约为3小时。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个可消耗的表面上，各间歇式使用所述生物膜抑制物质的时间约为5分钟。在本发明的一个优选实施方案中，其发育受到抑制的生物膜邻近于一个坚固的表面。在本发明的另一个优选实施方案中，其发育受到抑制的生物膜邻近于一个可消耗的表面。在本发明的一个优选实施方案中，微生物种群位于工艺用水环境中水与一实体表面之间的界面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用生物膜抑制物质包括间歇式实时发生生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式使用也包括对于所述微生物种群使用所述生物膜抑制物质，其中所述生物膜抑制物质是实时发生的。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式实时发生所述生物膜抑制物质包括生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，生成一种预定稀释度的铵盐，将这两种稀溶液同步定量送入一个混合器中，按预定比例连续混合，在混合器中可重现地、稳定地和高效地原位生成有效量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式实时发生所述生物膜抑制物质包括生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，生成一种预定稀释度的铵盐，将这两种稀溶液同步定量送入一个混合器中，按预定比例连续混合，在混合器中可重现地、稳定地和高效地原位生成有效量的生物膜抑制物质，利用实时发生所述生物膜抑制物质的方式，对于所述微生物种群使用所述生物膜抑制物质的作法包括从所述混合器中将在所述混合器中原位发生的所述活性生物膜抑制物质连续注入到与所述微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式实时发生所述生物膜抑制物质包括连续和同步地将一定量的次氯酸盐注入流经第一个管路中的第一水流中，在其中生成一种预定稀释度的次氯酸盐，连续和同步地将一定量的铵盐注入流经第二个管路中的第二水流中，在其中生成一种预定稀释度的铵盐，并且连续和同步地将第一和第二水流按预定比例注入到混合器中，在混合器中原位发生生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式实时发生所述生物膜抑制物质包括连续和同步地将一定量的次氯酸盐注入流经第一个管路中的第一水流中，在其中生成一种预定稀释度的次氯酸盐，连续和同步地将一定量的铵盐注入流经第二个管路中的第二水流中，在其中生成一种预定稀释度的铵盐，并且连续和同步地将第一和第二水流按预定比例注入到混合器中，在混合器中原位发生生物膜抑制物质，利用实时发生所述生物膜抑制物质的方式，对于所述微生物种群使用所述生物膜抑制物质的作法包括从所述混合器中将在所述混合器中原位发生的所述活性生物膜抑制物质连续注入到与所述微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，所述铵盐选自溴化铵和氯化铵。在本发明的一个优选实施方案中，所述生物膜抑制物质包括有效量的溴化物活化的氯胺。本发明的一个优选实施方案还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式使用生物膜抑制物质，抑制微生物9种群形成生物膜的能力，但并不完全根除所述微生物种群。本发明的一个优选实施方案还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的系统，该系统包括一间歇式施放器，用于对具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式使用生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式施放器中包括一施放头，用于向与所述微生物种群接触的水中施放生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述施放头向与所述微生物种群接触的水中施放第一非连续量的生物膜抑制物质；等待一定时间；然后向与所述微生物种群接触的水中施放第二非连续量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述施放头向与所述微生物种群接触的水中施放第一非连续量的生物膜抑制物质，由此在与所述微生物种群接触的水中所述生物膜抑制物质达到第一种浓度；在与所述微生物种群接触的水中任所述生物膜抑制物质的浓度降至低于所述第一种浓度；然后向与所述微生物种群接触的水中施放第二非连续量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，对于微生物种群周期性使用生物膜抑制物质，其中工作周期小于l:2。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期在i:5至i:io之间。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:io。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:25。在本发明的另一个优选实施方案中，对于所述微生物种群周期性使用所述生物膜抑制物质，其中工作周期小于i:50。在本发明的一个优选实施方案中，所述施放头对于所述微生物种群间歇式施放生物膜抑制物质，各间歇式施放的时间为约5分钟至约4小时。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个坚固的表面上，各间歇式使用所述生物膜抑制物质的时间约为3小时。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附在一个可消耗的表面上，各间歇式使用所述生物膜抑制物质的时间约为5分钟。在本发明的一个优选实施方案中，其发育受到抑制的生物膜邻近于一个坚固的表面。在本发明的另一个优选实施方案中，其发育受到抑制的生物膜邻近于一个可消耗的表面。在本发明的一个优选实施方案中，微生物种群位于工艺用水环境中水与一实体表面之间的界面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述施放器间歇式实时发生生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式施放器进一步以实时发生所述生物膜抑制物质的方式向所述微生物种群中施放所述生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式施放器还包含第一生成器，用于生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，第二生成器，用于生成一种预定稀释度的铵盐，以及控制器，用于将这两种稀溶液同步定量送入一个混合器中，按预定比例连续混合，在管路中可重现地、稳定地和高效地原位生成有效量的生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述施放器还包含注射器，用于将在所述管路中原位发生的所述活性生物膜抑制物质自所述混合器直接注入到与所述微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，在所述生物膜抑制物质的各个间歇发生期内，所述系统连续和同步地将一定量的次氯酸盐注入流经第一个管路中的第一水流中，在其中生成一种预定稀释度的次氯酸盐，连续和同步地将一定量的铵盐注入流经第二个管路中的第二水流中，在其中生成一种预定稀释度的铵盐，并且连续和同步地将第一和第二水流按预定比例注入到混合器中，在混合器中原位发生生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中，在所述生物膜抑制物质的各个间歇发生期内，所述系统连续和同步地将一定量的次氯酸盐注入流经第一个管路中的第一水流中，在其中生成一种预定稀释度的次氯酸盐，连续和同步地将一定量的铵盐注入流经第二个管路中的第二水流中，在其中生成一种预定稀释度的铵盐，并且连续和同步地将第一和第二水流按预定比例注入到混合器中，在混合器中原位发生生物膜抑制物质。在各个间歇施放期内，所述施放器将在混合器中原位发生的生物膜抑制物质自混合器直接注入到与微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，所述铵盐选自溴化铵和氯化铵。在本发明的一个优选实施方案中，所述生物膜抑制物质包括有效量的溴化物活化的氯胺。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制生物膜发育的方法，其包括在工艺用水环境中某一表面与水之间的交界处，对于粘附于所述表面上的微生物种群使用溴化物活化的氯胺，其量可有效地抑制所述微生物种群形成生物膜，但并不完全根除所述微生物种群。本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式地使用溴化物活化的氯胺。在本发明的一个优选实施方案中，间歇式使用所述溴化物活化的氯胺包括生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，生成一种预定稀释度的铵盐，将这两种稀溶液同步定量送入一个混合器中，按预定比例连续混合，在混合器中可重现地、稳定地和高效地原位生成有效量的溴化物活化的氯胺，并且将混合器中原位发生的溴化物活化的氯胺自混合器直接注入到与微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，仅在和所述预定稀释度的溴化铵同步定量送入所述混合器之前，所述预定稀释度的氧化剂才被连续生成。在本发明的一个优选实施方案中，在被引入与所述微生物种群接触的水中之前，在所述混合器中原位生成的所述溴化物活化的氯胺的PH至少为8.5。在本发明的一个优选实施方案中，在被引入与所述微生物种群接触的水中之前，在所述混合器中原位生成的所述溴化物活化的氯胺的PH高于9.5。在本发明的一个优选实施方案中，在将所述溴化物活化的氯胺注入到与所述微生物种群接触的水中之前，所述水的pH在约5至10.5之间。11在本发明的一个优选实施方案中，在将所述溴化物活化的氯胺注入到与所述微生物种群接触的水中之前，所述水的PH在约7至9之间。在本发明的一个优选实施方案中，在所述管路中原位生成的所述溴化物活化的氯胺被注入到与所述微生物种群接触的水中，以氯计，所构成的浓度为0.5至300卯m。在本发明的一个优选实施方案中，在所述管路中原位生成的所述溴化物活化的氯胺被注入到与所述微生物种群接触的水中，以氯计，所构成的浓度为3至10ppm。在本发明的一个优选实施方案中，溴化铵的浓度在约0.1重量％至50重量％之间。在本发明的一个优选实施方案中，溴化铵的浓度在约2.5重量％至38重量％之间。在本发明的一个优选实施方案中，所述预定稀释度的溴化铵的浓度在0.1重量％至6.0重量％之间，并且与所述氧化剂的稀释液等摩尔。在本发明的一个优选实施方案中，所述氧化剂选自次氯酸钠和次氯酸钙。在本发明的一个优选实施方案中，所述氧化剂为次氯酸盐的溶液，所述溴化铵是一种含有过量碱的溶液，其中过量相当于至少10%NaOH。在本发明的活化的氯胺。在本发明的15重量％之间。在本发明的一个优选实施方案中，以(:12计，所述氧化剂的浓度在约5重量％至15重量％之间。在本发明的-0.1重量％至2.0重j在本发明的-个优选实施方案中，将一种碱同步加到所述溴化铵中以稳定溴化物个优选实施方案中，以Cl2计，所述氧化剂的浓度在约0.1重量％至-个优选实施方案中，以Cl2计，加到水中以后所述氧化剂的浓度在约:%之间。-个优选实施方案中，所述使用有效量的溴化物活化的氯胺包括连续和同步地将一定量的次氯酸盐注入流经第一个管路中的第一水流中，在其中生成一种预定稀释度的次氯酸盐，连续和同步地将一定量的溴化铵注入流经第二个管路中的第二水流中，在其中生成一种预定稀释度的溴化铵，并且连续和同步地将第一和第二水流按预定比例注入到混合器中，在混合器中原位发生所述溴化物活化的氯胺，然后将混合器中原位发生的所述溴化物活化的氯胺自混合器直接注入到与微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，通过与所述氧化剂储罐相连接的第一计量泵将次氯酸盐连续注入到所述第一水流中。在本发明的一个优选实施方案中，与第一计量泵进行操作同步，通过与所述溴化铵储罐相连接的第二计量泵将所述溴化铵连续注入到所述第二水流中。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括间歇式抑制具有形成生物膜潜力的微生物种群，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式抑制具有形成生物膜潜力的微生物种群但并不完全根除所述微生物种群的作法包括对具有形成生物膜潜力的微生物种群使用溴化物活化的氯胺。在本发明的一个优选实施方案中，间歇式使用所述溴化物活化的氯胺包括生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，生成一种预定稀释度的溴化铵，按预定比例将这两种稀溶液同步定量送入一个混合器中以连续混合，在混合器中可重现地、稳定地和高效地原位生成有效量的溴化物活化的氯胺，并且将混合器中原位发生的溴化物活化的氯胺自混合器直接注入到与微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，仅在和所述预定稀释度的溴化铵同步定量送入所述混合器之前，所述预定稀释度的溴化铵才被连续生成。在本发明的一个优选实施方案中，仅在和所述预定稀释度的氧化剂同步定量送入所述混合器之前，所述预定稀释度的氧化剂才被连续生成。在本发明的一个优选实施方案中，在被引入与所述微生物种群接触的水中之前，在所述混合器中原位生成的所述溴化物活化的氯胺的PH至少为8.5。在本发明的一个优选实施方案中，在被引入与所述微生物种群接触的水中之前，在所述混合器中原位生成的所述溴化物活化的氯胺的PH高于9.5。在本发明的一个优选实施方案中，在将所述溴化物活化的氯胺注入到与所述微生物种群接触的水中之前，所述水的pH在约5至10.5之间。在本发明的一个优选实施方案中，在将所述溴化物活化的氯胺注入到与所述微生物种群接触的水中之前，所述水的pH在约7至9之间。在本发明的一个优选实施方案中，在所述混合器中原位生成的所述溴化物活化的氯胺被注入到与所述微生物种群接触的水中，以氯计，所构成的浓度为0.5至300卯m。在本发明的一个优选实施方案中，在所述混合器中原位生成的所述溴化物活化的氯胺被注入到与所述微生物种群接触的水中，以氯计，所构成的浓度为3至10ppm。在本发明的一个优选实施方案中，溴化铵的浓度在约O.1重量％至50重量％之间。在本发明的一个优选实施方案中，溴化铵的浓度在约2.5重量％至38重量％之间。在本发明的一个优选实施方案中，所述预定稀释度的溴化铵的浓度在O.1重量％至6.0重量％之间，并且与所述氧化剂的稀释液等摩尔。在本发明的一个优选实施方案中，所述氧化剂选自次氯酸钠和次氯酸钙。在本发明的一个优选实施方案中，所述氧化剂为次氯酸盐的溶液，所述溴化铵是一种含有过量碱的溶液，其中过量相当于至少10%NaOH。在本发明的活化的氯胺。在本发明的15重量％之间。在本发明的一个优选实施方案中，以Cl2计，所述氧化剂的浓度在约5重量％至15重量％之间。在本发明的0.1重量％至2.0重〗在本发明的一个优选实施方案中，以Cl2计，加到水中以后所述氧化剂的浓度在约匱％之间。一个优选实施方案中，所述使用有效量的溴化物活化的氯胺包括连续一个优选实施方案中，将一种碱同步加到所述溴化铵中以稳定溴化物一个优选实施方案中，以Cl2计，所述氧化剂的浓度在约0.1重量％至13和同步地将一定量的次氯酸盐注入流经第一个管路中的第一水流中，在其中生成一种预定稀释度的次氯酸盐，连续和同步地将一定量的溴化铵注入流经第二个管路中的第二水流中，在其中生成一种预定稀释度的溴化铵，并且连续和同步地将第一和第二水流按预定比例注入到混合器中，在混合器中原位发生所述溴化物活化的氯胺，然后将混合器中原位发生的所述溴化物活化的氯胺自混合器直接注入到与微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，通过与所述氧化剂储罐相连接的第一计量泵将次氯酸盐连续注入到所述第一水流中。在本发明的一个优选实施方案中，与第一计量泵进行操作同步，通过与所述溴化铵储罐相连接的第二计量泵将所述溴化铵连续注入到所述第二水流中。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种生长受到控制的生物质，其包括微生物种群和溴化物活化的氯胺，溴化物活化的氯胺的浓度可以有效地抑制微生物种群形成生物膜。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种生长受到控制的生物质，其包括微生物种群和溴化物活化的氯胺，溴化物活化的氯胺的浓度可以有效破坏微生物种群形成生物膜的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个坚固的表面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种生长受到控制的生物质，其中包括微生物种群和一种生物膜抑制物质，在所述微生物种群中生物膜抑制物质的存在浓度和时间可有效地抑制所述微生物种群形成生物膜。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种生长受到控制的生物质，其包括具有形成生物膜潜力的微生物种群和一种生物膜抑制物质，在所述微生物种群中生物膜抑制物质的存在浓度和时间可有效地破坏微生物种群的形成生物膜的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制工艺用水环境中生物膜发育的系统，其包括一种溴化物活化的氯胺的实时发生器，用于向工艺用水环境中水与一实体表面之间的界面上实时施放溴化物活化的氯胺。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制工艺用水环境中生物膜发育的方法，其中包括实时发生溴化物活化的氯胺，并且向工艺用水环境中的水与一实体表面之间的界面上实时施放溴化物活化的氯胺。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制粘附于某一表面上的微生物种群生成酶的方法，该方法包括对于粘附于某一表面上的微生物种群间歇式使用一种可以抑制所述微生物种群生成酶的物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于工艺用水环境中的某一表面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述表面为坚固的表面。在本发明的另一个优选实施方案中，所述表面为可消耗的表面。在本发明的一个优选实施方案中，所述物质并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述物质并不使所述酶失活。在本发明的一个优选实施方案中，所述酶为一种过氧化氢降解酶(HPDE)，优选为过氧化氢酶、脱氢酶或过氧化物酶。在本发明的另一个优选实施方案中，所述酶是一种淀粉降解酶，优选为淀粉酶。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群存在于工艺用水环境中水与一实体表面之间的交界处。在本发明的一个优选实施方案中，所述物质为溴化物活化的氯胺。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制粘附于工艺用水环境中某一表面上的微生物种群生成酶的方法，该方法包括对于粘附于工艺用水环境中某一表面上的微生物种群间歇式使用一种可以抑制所述微生物种群生成酶的物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面上的微生物种群生成酶的方法，该方法包括对具有酶生成潜力的、邻近某一表面上的微生物种群间歇式使用一种抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面上的微生物种群生成酶的方法，该方法包括抑制微生物种群生成酶的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述抑制微生物种群生成酶的潜力但并不完全根除所述微生物种群的作法包括对具有酶生成潜力的、邻近某一表面上的微生物种群间歇式使用一种抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种减少粘附于某一表面上的微生物种群生成酶的系统，该系统包含一间歇式施放器，用于对具有酶生成潜力的，邻近某一表面上的微生物种群间歇式使用一种抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式施放器包括一施放头，用于向与所述微生物种群接触的水中施放所述抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述施放头向与所述微生物种群接触的水中施放第一非连续量的抑制酶生成的物质；等待一定时间；然后向与所述微生物种群接触的水中施放第二非连续量的抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述施放头向与所述微生物种群接触的水中施放第一非连续量的抑制酶生成的物质，由此在与所述微生物种群接触的水中所述抑制酶生成的物质达到第一种浓度；在与所述微生物种群接触的水中任所述抑制酶生成的物质的浓度降至低于所述第一种浓度；然后向与所述微生物种群接触的水中施放第二非连续量的抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质并不使所述酶失活。在本发明的一个优选实施方案中，所述酶为一种过氧化氢降解酶，优选为过氧化氢酶、脱氢酶或过氧化物酶。在本发明的另一个优选实施方案中，所述酶是一种淀粉降解酶，优选为淀粉酶。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群存在于工艺用水环境中水与一实体表面之间的交界处。在本发明的一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质为溴化物活化的氯胺。在本发明的一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质周期性地存在于微生物种群中，其中工作周期小于l:2。在本发明的另一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质周期性地存在于微生物种群中，其中工作周期在i:5至i:io之间。在本发明的另一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质周期性地存在于微生物种群中，其中工作周期小于i:io。在本发明的另一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质周期性地存在于微生物种群中，其中工作周期小于i:25。在本发明的另一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质周期性地存在于微生物种群中，其中工作周期小于i:50。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式施放器实时间歇式发生抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中，以实时发生抑制酶生成的物质的方式，所述间歇式施放器也向所述微生物种群施放抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式施放器还包含第一生成器，用于生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，第二生成器，用于生成一种预定稀释度的铵盐，以及控制器，用于在混合器中按预定比例连续并同步地混合这两种稀溶液，在混合器中原位发生所述抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中，所述间歇式施放器还包含注射器，用于将在所述混合器中原位发生的所述抑制酶生成的物质自所述混合器直接注入到与所述微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，所述铵盐选自溴化铵和氯化铵。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制微生物种群生成酶的方法，其包括在工艺用水环境中某一表面与水之间的交界处，对于微生物种群使用溴化物活化的氯胺，其量可有效抑制微生物种群生成酶，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述抑制酶生成的物质并不使所述酶失活。在本发明的一个优选实施方案中，所述酶为一种过氧化氢降解酶，优选为过氧化氢酶、脱氢酶或过氧化物酶。在本发明的另一个优选实施方案中，所述酶是一种淀粉降解酶，优选为淀粉酶。在本发明的一个优选实施方案中，使用所述溴化物活化的氯胺包括生成一种预定稀释度的次氯酸盐氧化剂，生成一种预定稀释度的溴化铵，将这两种稀溶液同步定量送入一个混合器中，按预定比例连续混合，在混合器中可重现地、稳定地和高效地原位生成有效量的溴化物活化的氯胺，并且将混合器中原位发生的溴化物活化的氯胺自混合器直接注入到与微生物种群接触的水中。在本发明的一个优选实施方案中，仅在和所述预定稀释度的胺源同步定量送入所述混合器之前，所述预定稀释度的氧化剂才被连续生成。在本发明的一个优选实施方案中，在被引入与所述微生物种群接触的水中之前，在所述混合器中原位生成的所述溴化物活化的氯胺的PH至少为8.5，优选为pH高于9.5。在本发明的一个优选实施方案中，在将所述溴化物活化的氯胺注入到与所述微生物种群接触的水中之前，所述水的pH在约5至10.5之间，优选为pH在约7至9之间。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种酶生成受到控制的生物质，其包括微生物种群和溴化物活化的氯胺，溴化物活化的氯胺的浓度可以有效地破坏微生物种群生成酶的潜力。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种酶生成受到控制的生物质，其包括微生物种群和溴化物活化的氯胺，溴化物活化的氯胺的浓度可以有效地破坏微生物种群生成酶的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种酶生成受到控制的生物质，其包括微生物种群和一种抑制酶生成的物质，间歇式存在的抑制酶生成的物质在所述微生物种群中的浓度和时间可有效地抑制所述微生物种群生成酶。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种酶生成受到控制的生物质，其中包括具有生成酶的潜力的微生物种群和一种抑制酶生成的物质，在所述微生物种群中抑制酶生成的物质的存在浓度和时间可有效地破坏微生物种群的生成酶的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个坚固的表面上。在本发明的另一个优选实施方案中，所述微生物种群粘附于一个可消耗的表面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述酶为一种过氧化氢降解酶，优选为过氧化氢酶、脱氢酶或过氧化物酶。在本发明的另一个优选实施方案中，所述酶是一种淀粉降解酶，优选为淀粉酶。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对于具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式使用一种生物膜抑制物质，其中生物膜抑制物质包含溴化物活化的氯胺和一种过氧化物。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对于所述微生物种群间歇式使用一种含有溴化物活化的氯胺和一种过氧化物的生物膜抑制物质，由此抑制微生物种群形成生物膜的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种增加脱墨或漂白工艺用水中过氧化氢持久度的方法，该方法包括对于存在于一实体表面与所述脱墨或漂白工艺用水之间的交界处的微生物种群使用一种用于抑制过氧化氢降解酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种增加脱墨或漂白工艺用水中过氧化氢持久度的方法，该方法包括对于存在于一实体表面与所述脱墨或漂白工艺用水之间的交界处并具有生成过氧化氢降解酶潜力的微生物种群使用一种抑制所述微生物种群生成过氧化氢降解酶潜力的物质，由此抑制所述微生物种群之生成过氧化氢降解酶的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述生物膜抑制物质包含溴化物活化的氯胺，所述工艺用水中含有过氧化物。在本发明的一个优选实施方案中，所述生物膜抑制物质不降解过氧化物。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种控制生物膜的方法，其中包括对于需要进行控制的生物膜使用溴化物活化的氯胺，其量可有效地破坏生物膜的发育，但并不完全根除生物膜中包含的微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种含有溴化物活化的氯胺和一种过氧化物的水溶液。在本发明的一个优选实施方案中，以总氯计，溴化物活化的氯胺的浓度在约1至10卯m(百万分之一)之间。在本发明的一个优选实施方案中，过氧化物的浓度在约100至40，000ppm之间。在本发明的一个优选实施方案中，所述水溶液的溶剂是需氯量高的水。在本发明的一个优选实施方案中，所述水溶液的溶剂是需氯量低的水。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对于具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式地、有意识地使用一种生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括有意识地抑制微生物种群形成生物膜的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中，所述有意识地抑制微生物种群形成生物膜的潜力，但并不完全根除所述微生物种群的作法包括对于具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式地、有意识地使用一种生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的系统，该系统包含一间歇式施放器，用于对具有形成生物膜潜力的微生物种群歇式地，有意识地使用一种生物膜抑制物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制生物膜发育的方法，该方法包括在工艺用水环境中某一表面与水之间的交界处，对于粘附于所述表面上的微生物种群有意识地使用溴化物活化的氯胺，其量可有效地抑制所述微生物种群形成生物膜，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对于具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式地，有意识地使用溴化物活化的氯胺。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种生长受到控制的生物质，其包括粘附于某一表面上的微生物种群以及一种间歇且有意地存在于所述微生物种群中的生物膜抑制物质，其在所述微生物种群中的浓度和时间可有效地抑制所述微生物种群形成生物膜。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种在工艺用水环境中抑制生物膜发育18的方法，该方法包括实时发生溴化物活化的氯胺，将所述实时和有意发生的溴化物活化的氯胺施放到工艺用水环境中某一实体表面与水之间的交界处。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制生物膜生成酶的方法，该方法包括对于粘附于某一表面上的微生物种群间歇式地、有意识地使用一种抑制所述微生物种群生成酶的物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种减少粘附于某一表面上的微生物种群生成酶的系统，该系统包含一间歇式施放器，用于对具有酶生成潜力且粘附于某一表面上的微生物种群间歇式地、有意识地使用一种抑制酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制微生物种群生成酶的方法，该方法包括对于在工艺用水环境中某一表面与水之间的交界处的微生物种群有意识地使用溴化物活化的氯胺，其量可有效地抑制所述微生物种群形成生成酶，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对于具有形成生物膜潜力的微生物种群有意识地使用溴化物活化的氯胺和一种过氧化物。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对于所述微生物种群间歇式地、有意识地使用包含溴化物活化的氯胺和过氧化物的生物膜抑制物质，由此抑制微生物种群形成生物膜的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种增加脱墨或漂白工艺用水中过氧化氢持久度的方法，该方法包括对于存在于一实体表面与所述脱墨或漂白工艺用水之间的交界处的微生物种群间歇式地、有意识地使用一种用于抑制过氧化氢降解酶生成的物质。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种增加脱墨或漂白工艺用水中过氧化氢持久度的方法，该方法包括对于存在于一实体表面与所述脱墨或漂白工艺用水之间的交界处并具有生成过氧化氢降解酶潜力的微生物种群有意识地使用一种抑制所述微生物种群生成过氧化氢降解酶潜力的物质，由此抑制所述微生物种群之生成过氧化氢降解酶的潜力，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种控制生物膜的方法，其中包括对于需要进行控制的生物膜使用溴化物活化的氯胺，其量可有效地破坏生物膜的发育，但并不完全根除所述微生物种群。在本发明的一个优选实施方案中还提供一种抑制工艺用水环境中生物膜发育的方法，其包括实时发生溴化物活化的氯胺，将所述实时和有意发生的溴化物活化的氯胺施放到工艺用水环境中某一实体表面与水之间的交界处，以抑制那里的生物膜的发育。以下利用下列的几个实施例和附图更详细地描述本发明，其中图l是一个框图，用于表示一种装置，该装置的构建和运行可以实现本发明的设术巨图2是一个类似框图，用于表示另外一种装置，该装置的构建和运行可以实现本19发明的设想。图3显示了采用本发明方法处理的管道和未处理的对照管道的Hazen-Williams系数间的差别。图4显示了材料生物膜抑制物质_氯胺处理的管道和未处理的对照管道之间的差别。图5显示了对于生长在造纸机中的生物膜根据本发明方法间歇式使用了生物膜抑制物质后，纸中出现孔洞和斑点的发生率，在处理前没有清洗造纸机。图6显示了清洗造纸机后，再根据本发明方法间歇式使用了生物膜抑制物质后，纸中出现孔洞和斑点的发生率。图7显示了根据本发明方法间歇式使用了生物膜抑制物质后，造纸机内各种类型活细胞的数量。图8显示了添加生物膜抑制物质对于造纸机中纤维留着率的影响作用。具体实施例方式应当认为术语"工作周期"是指(a)向具有形成生物膜潜力的微生物种群中添加生物膜抑制物质或抑制酶生成的物质所持续的时间与(b)不向具有形成生物膜潜力的微生物种群中这些物质所持续的时间之间的比例。在本发明的一个优选实施方案中，生物膜抑制物质或抑制酶生成的物质在发生后就被连续地注入到与具有形成生物膜潜力的微生物种群接触的水中。针对本发明的这一个优选实施方案而言，应当认为术语"工作周期"是指(a)向与具有形成生物膜潜力的微生物种群接触的水中注入所发生的生物膜抑制物质或抑制酶生成的物质所持续的时间与(b)不向与具有形成生物膜潜力的微生物种群接触的水中注入所发生的生物膜抑制物质或抑制酶生成的物质所持续的时间之间的比例。因此，如果每三天用3小时向工艺用水中注入生物膜抑制物质，用于抑制生物膜的发育，则工作周期为1:23。在本专利申请书中，术语"碱过量相当于至少10^Na0H"指按以下通过Cl2和Na0H反应生成NaOCl的方程式计算，溶液中每含1摩尔Cl^就要含多于2摩尔的NaOH，因此，溶液中含有过量的NaOH，NaOH的总用量，即游离的NaOH和已经转化成NaOCl的NaOH的总和要比反应所要求的量多出至少10%。NaOH+Cl2—NaCl+H20+NaOCl在本专利申请书中，应当认为术语"湿部化学"与HandbookofPulpandPaperTerminologybyG.A.Smook，Ceg印deTrois-Rivieres，1990中所定义的一致。Smook将湿部化学定义为精细化学品和添加剂的物理和表面化学以及它们与纤维的相互作用。在本专利申请书中，应当认为术语"粘附于某一表面上的微生物种群"并没有暗示作为种群一部分的各个或每一个微生物都必须直接粘附在表面上。例如，厚度为几个细胞的微生物种群可以含有直接粘附在表面上的第一层细胞，而其他几层细胞则叠加于下一层细胞上。类似地，生物膜中的微生物不必接触生物膜粘附的表面，而是包裹在生物膜的基质中。在本发明中，这些微生物种群也被认为是粘附于某一表面上的微生物种群。应当认为术语"生物膜的发育"涵盖了微生物种群建立新的生物膜以及微生物种群对于维持和扩展已经存在的生物膜这两种情况。在本专利申请书中，应当认为术语"坚固的表面"指工艺生成设备中的一个表面，如管道、水箱或其他容器的表面，在生产过程中这些表面不被消耗并且与水接触。"可消耗的表面"指一种表面，如存在于工艺用水中的纤维或悬浮颗粒的表面，这种表面在生产过程中可能被消耗并被排出到设备之外，如制成纸制品。依据生产工艺的类型，可消耗的表面在设备中存在的时间要明显短于坚固的表面，在这种情况下可以根据处理可消耗的表面所需的频率或工作周期来确定水处理的频率或工作周期。与之相反，在以下的一些情况中(a)可消耗的表面可能在设备中存在相当长的时间，例如，当某些工艺用水被再循环至生产液流中，(b)可消耗的表面可能被湿部化学品所覆盖，微生物可以在此上滋生，(c)工艺用水中含有浓度较高的可消耗的表面(颗粒和/或纤维)，或者(d)带有可消耗表面的颗粒和/或纤维易于沉淀。频率或工作周期将由处理可消耗的表面所需的频率或工作周期所决定。特别是在(c)和(d)的情况下，如在造纸领域中已为人所熟知的那样，将一层含有纤维、颜料和化学品等的混合物的混悬液涂布在由塑料或丝线构成的筛网上，然后通过一系列的步骤将纸张干燥至含水量约为8%。Smook在其著作的第191页中将"留着率"定义为在纸形成过程中含留下来的造纸材料的数量，通常表示为占起始添加量的百分比。因此，纤维在筛网上含留的百分比越大，则造纸工艺的"留着率"就越高。一般认为留着率达90%为优良，而留着率为50%则为差。那些没有形成纸张的纤维则被循环再利用。在留着率低或差的造纸机中，在机器的某些位置上纤维的浓度要高于留着率好的造纸机。另外，由于纤维具有大的表面积/重量比，而且造纸中所采用的纤维是多孔性的，从而使表面积/重量比进一步增加，纤维的总表面积(即本专利申请书中定义的可消耗的表面)要远大于机器本身的总表面积。而且由于纤维的循环再利用，某些纤维存在于造纸机中的有效时间可以达到数小时甚至是几天。因此，不希望囿于任何理论的限制，本专利申请的发明人认为在造纸纤维的表面上存在形成生物膜的可能性，而且这些生物膜的存在可能会对造纸产生不良作用，因为纤维间的相互粘合对于形成质量合格的纸是至关重要的，纤维上生物膜的存在影响了这种粘合作用。纤维之间的粘合力差也增加了纤维沉淀的可能性。再者，据信某些化学品，如在造纸工艺的湿部化学中淀粉或糖的使用可以使纤维上形成生物膜这一问题加重，因为这些化学品可以促进生物膜在纤维上的生长。图1所示的装置向粘附在标识为2的部位之表面上的微生物种群1施放生物膜抑制物质，这一部位可以是如运水管道或造纸机的一部分，如上所述，表面可以是坚固的表面或可消耗的表面。将生物膜抑制物质引到与微生物种群1接触的流体3，如水中，由此将生物膜抑制物质施放至微生物种群1中。通过原位混合两种溶液，如储罐4中的氧化剂溶液，优选为次氯酸盐溶液，和储罐6中的胺原料溶液，优选为铵盐溶液，形成生物膜抑制物质。如图1所示，水，如自来水从水源8通过水管10经一对相互平行的支管12、14进入混合器21，混合器21向指向部位2处的流体3的总出口管16送料。相互平行的支管12、14分别包含一个文丘里管18、20，而各文丘里管又分别包含一个连接于各支管12、14上的进口18a、20a和连接于混合器21上的18b、20b，混合器21上连接有指向与微生物种群接触的流体的总出口管16。各文丘里管18、20还分别包含一个指向储罐4、6的第三端口18c、20c，各溶液被加到流经出口管16的水中。因此，这两个文丘里管18、20就构成了剂量泵，用于将氧化剂溶液自储罐4、胺源溶液自储罐6注入来自水源8的水中，所采用的比例是预定的，使生物膜抑制物质的生成达到优化的比例。这两种化学物质在混合器21中混合，并且在向出口管16送料的混合器21中相互反应，由此将反应产物，即这两种化学物质反应所生成的生物膜抑制物质，在原位形成的同时被引入流体3中。文丘里管18、20上的两个支管12、14中分别包含控制阀22、24，可以控制流经两个文丘里管18、20中水的用量。将储罐4、6和各自的文丘里管18、20连接的管线26、28中也含有阀门，即图示中的30、32，用于控制流经文丘里管进入水中的化学物质的剂量。后一种阀也可以在添加生物膜抑制物质结束时终止化学物质的供应，因此，连续流过支管12、14，混合器21和出口管16的水流将把残余的化学物质或其分解产物冲走，从而避免了在各生物膜抑制物质发生期结束时，在出口管16或混合器21中分解产物的积累。利用图中标识为40的控制系统实现对上述阀门的控制。由于生物膜抑制物质的分解，生物膜抑制物质的pH降低。因此，出口管16也可以而且优选含有一个pH传感器47，用于测量生物膜抑制物质的pH，而且控制系统40对其有响应。通过电控阀48，控制系统40可以控制来自水源8的水的供应。控制系统40还可以控制报警器50或其它的信号装置。图中所示的系统也包含一个定时器，可以预先设定生物膜抑制物质经出口管16进入与微生物种群接触的水中的时间，以及施放生物膜抑制物质所间隔的时间。源自水源8并通向支管12、14的供水管10可以含有其它的控制装置。附图中显示了以下的其它控制装置手动阀53，可以手动控制来自水源8的水流；用于降低水源压力的减压器54;也可用于为控制系统40提供参数的压力传感器56;用于指示流速或流量的流量计58;指示管线10中压力的压力表60;卸压阀62;单向阀64。优选地，将两个文丘里管18、20及其控制器设计成可以同步自储罐4、6输送相同体积的溶液，即使在两种溶液粘度存在差异的情况下也可以实现这种功能。图示中的系统在恒定的预定水压下操作，两种具有预定稀释度的溶液按预定比例经文丘里管18、20进入流经支管12、14的水中。如上所述可以对各个参数进行控制，使得来自储罐4、6的液体按预定的相互比例，同步与自水源8流经文丘里管18、20的水间也按预定的比例同步和同步地注入。如上所述，储罐4中的溶液是一种氧化剂溶液，储罐6中的溶液是一种胺源溶液，优选地，后者是一种铵盐的溶液，优选为溴化铵或氯化铵或其混合物。氧化剂溶液优选为次氯酸钙或次氯酸钠的溶液，最优选为次氯酸钠。优选地，生物膜抑制物质是溴化物活化的氯胺。优选地，在注入流体3之前，生物膜抑制物质的pH至少为8.5，优选为至少为9.5。优选地，生物膜抑制物质的注入速率可以使生物膜抑制物质维持一个稳定的pH，其中pH至少为8.5。图2显示了另外一种装置，根据本发明的一个优选实施方案，该装置的构建和运行可以提供生物膜抑制物质。图2所示装置与图1所示装置类似，对于和图1所示系统中相同并且操作方法也相同各单元，在图2中用相似的数字进行标记。两个系统的主要不同点在于将文丘里管18、20换成了脉动泵P"P"两个脉动泵Pi、P2也由控制系统40控制，将流体同步自两个储罐4、6，经送料管26、28，按类似于上述图1中文丘里管18、20的方式同步定量注入，不同之处在于支管12、14中的水在流向混合器21的过程中，由泵&、P2抽出的流体和支管12、14中的水在混合器MpM2处混合，然后进入出口管16。也可以用其它类型的泵，如蠕动泵代替脉动泵。通过以下本发明优选实施方案的示例性、非定界性的实施例可以更好地理解本发明。实施例1-模型系统中生物膜的形成在实验室中评价氧化性杀菌剂或生物膜抑制物质存在与否对于不锈钢采样管中生物膜形成的影响作用。试验系统由(a)三个密闭的各含有20L富营养培养基(比推荐使用浓度稀三倍)的烧瓶，(b)三个密闭的池，其中含有自由悬挂的不锈钢采样管，(c)三个相同的循环泵，每个泵通过塑料管与一个烧瓶和一个池相连。将系统置于35t:的恒温房间中。将接种物加到各烧瓶中，其中接种物含有可形成粘泥的细菌的混合培养液，这些细菌是从造纸机中分离出来的。试验期间(4天)，每天向第一个烧瓶中加入一种含有5ppm(以总Cl2计)溴氯二甲基乙内酰脲(一种能够生成HOBr和H0C1的氧化性杀菌剂)的混合物(此后表示为"混合卤素")的氧化剂。试验期间，每天向第二个烧瓶中加入一种生物膜抑制物质，即溴化物活化的氯胺(此后表示为"FuzzicideBAC")，用于浮游微生物时它可以作为一种杀菌剂，它是新制备出的，制备方法见图l和美国专利5，976，386(以总Cl2计，浓度为2.5卯m)。第三个烧瓶作为采用氧化性杀菌剂或生物膜抑制物质处理的两个烧瓶的对照。"FuzzicideBAC"杀菌剂是在一个特制送料的系统中生成的，在该系统中含有两个实验室用脉动送料泵，在高的脉冲频率下每分钟可以输送少量(小于100iU)杀菌剂。通过第一个泵输送次氯酸钠的去离子(DI)水稀溶液(以总氯计，约8000卯m);通过第二个泵输送溴化铵的稀溶液(12500ppm)。两种稀溶液在一个短的玻璃管中同步混合，形成生物膜抑制物质的注射前溶液，利用PH计控制和确定所生成的生物膜抑制物质的稳定性。生物膜抑制物质在产生后被立即输送至试验系统中。生物膜抑制物质的注射前溶液含有3500-4000卯m的总氯，pH约为9.5。在第2和第4天时，打开各个池，并在无菌的条件下从各个池中取出2个采样管。与此同步对于循环的培养基也进行采样。在加入日剂量的杀菌剂后进行取样。将各培养基样品在无菌盐水溶液中稀释10倍并铺于熔融琼脂上。充分洗涤各采样管以除去任何粘附的颗粒，在无菌条件下进行刮擦，将刮擦下来的材料定量分散至生理盐水中，稀释10倍并铺于熔融琼脂上。在35t:下培养48小时后计数存活的微生物。培养基中存在的细胞的活菌计数结果表示为菌落形成单位(cfu)/ml;采样管表面上存在的细胞的活菌计数结果表示为菌落形成单位(cfu)/cm2。结果列于表1中。2天后暴露于氧化性杀菌剂和生物膜抑制物质的培养基样品(即浮游微生物)的活菌计数结果相似，对照样品的活菌计数结果略微偏高。2天后对照采样管中生物膜生长明显，在采用混合卤素处理的采样管中，生物膜小但也明显，而采用FuzzicideBAC处理的采样管则保持洁净。4天后，对照培养基样品的浮游微生物计数结果不变，与第2天的计数结果相似，混合卤素处理的培养基样品显示出对浮游微生物具有一定的抑制作用(活菌计数降低了约IO倍)，FuzzicideBAC处理的培养基样品完全抑制了浮游微生物(活菌计数结果落在检测限内)。对于采样管内的生长情况，与第2天的试验结果相比，4天后对照试验中采样管的活菌计数结果小幅增加，混合卤素处理的采样管中活菌计数结果增加了3倍。FuzzicideBAC处理的采样管依然保持洁净。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>*这些数值相当于所用仪器的检测低限，为此用不等式表示，即活菌计数实际上要低于所列数据。实施例2-废水污染的控制将废水处理厂处理好的废水用管道送至7km外的位置。数年后发现水管被堵塞，管中水流速下降。采用浓度非常高的Cl2(高达50卯m，即添加NaOCl高达50mg/ml(以Cl2计))被证明并不能改善水管的通导性。机械清洗管路(清刮管道)在清洗后立即明显改善了水管的通导性，但这种改善仅能维持几天，此后水管的堵塞又恢复到了清刮管道之前的程度。利用本发明可以有效地控制生物膜。在利用本发明进行处理以前，测得管道中Hazen-Williams系数约为90(Hazen-Williams系数用于反映工业管道中水流动的情况。按方程式P=^^^进行计算，其中P是摩擦压力降，单位为每1000英尺管长每平方英寸磅，B为流量，单位为桶每小时，s为流体的比重，C=摩擦系数(Hazen-Williams系数)，d为管道的内径，单位为英寸，对于指定管道测定P和B，s和d视为常数，由此可以计算出C，计算结果即为Hazen-Williams系数。其数值越大，则越易流过管道)。使用生物膜抑制物质，即10卯m的溴化物活化的氯胺("FuzzicideBAC")，每天一次，每次3小时，连续使用6天将HW系数从约90提高至约104，其中溴化物活化的氯胺是依据美国专利5，976，386制备的，浓度按总氯进行计算。联合采用"清刮管道"和使用10ppm依据美国专利5，976，386制备的FuzzicideBAC(以总Cl2计)，每天一次，每次3小时，使HW系数从约104提高至约116。采用这种方法清理完管道后，试验发现使用10ppm依据美国专利5，976，386制备的FuzzicideBAC(以总Cl2计)，每周一次，每次3小时，可以使HW系数在数月内保持恒定，即尽管在废水中存在大量的微生物，这种作法也可以抑制生物膜的再度形成。只要正确发生生物膜抑制物质并将其注入管道中，HW系数就可以保持恒定。当管道没有被正确处置时就会观察到冊系数的下降。增加处理的频率后，几天后情况又恢复正常。按以下方法生成本实施例中的生物膜抑制物质构建一个送料系统，其包含一个用于输送高达300升/小时的次氯酸钠溶液(10-15%w/v)的脉动计量泵，一个用于输送高达150升/小时的溴化铵溶液(38%w/v)的脉动计量泵。采用废水(高达10mVh)以恰当地稀释这两种化学物质。采用一个在线式pH计控制生产过程，调整次氯酸盐的送料速度，以确保生成稳定的生物膜抑制物质。生物膜抑制物质母液的浓度为3000-4000ppm，pH维持在9.5_1.0之间。实施例3将处理好的废水通过几根10m长、内径为4英寸的管道泵送至一个试验工厂中。在开始进行处理前，任由生物膜在管道壁上自然生长数月。在线监测各管道中的压力降并计算出平均的HW系数。试验期间，对于对照管道不作处理，其余管道(a)使用lOppm依据美国专利5，976，386制备的F腦icideBAC(以总Cl2计)进行处理，每周三次，每次3小时，或者(b)使用有氯化铵生成的氯胺进行处理，这种物质是在前的美国专利5，976，386和美国专利6，132，628等现有技术中的一部分，并依据美国专利6，132，628中的对照实施例预先形成，浓度为10卯m(以总Cl2计)，每周三次，每次3小时。按以下方法生成本实施例中的生物膜抑制物质利用一个为本次试验特制的小型送料系统，将4升/小时的次氯酸钠和2升/小时的FuzzicideBAC和56升/小时的水输送至接受处理的管道中。生物膜抑制物质的注射前溶液的浓度约为3600卯m，pH在9.2_9.6之间。由于该系统所形成的杀菌剂大大过量，而送料量又小，大部分的生物膜抑制物质母液被弃置而只利用其中的一小部分。结果列于表2和图3中，正确生成生物膜抑制物质对于生物膜抑制物质的稳定性和效能至关重要，制备方法不正确所得到的产物的效能要明显低于FuzzicideBAC。在仿制FuzzicideBAC生产的系统中生成由氯化铵衍生出的生物膜抑制物质。表2和图3显示对照管道(未处理)和用FuzzicideBAC处理的管道在HW系数上存在差异。表2:FuzzicideBAC处理管道和对照管道间HW系数的差异试验日HW系数的差异FuzzicideBAC-对照试验日HW系数的差异FuzzicideBAC-对照r10.1229*8.75211.25308.93311.62318.93413.04329.0225<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>*二管道中水被FuzzicideBAC处理的日子。〃〃=在第7至第26天之间，杀菌剂制备不正确，导致其无效，并且使"被处理"管道和对照管道间HW系数的差异降低。如表2所示，FuzzicideBAC对于生物膜的作用并不一定在处理当天显现，而是在随后的几天才能观察得到(表现在被处理管道HW系数相对于对照管道增加)。测量到的HW系数的特征表明对生物膜细胞的控制并不是靠杀灭着床于生物膜中的细胞来实现的。这可以通过直接对生物膜细胞进行计数加以验证。表3显示了采用FuzzicideBAC处理生物膜和采用氯胺处理生物膜的长期效应的比较。在这部分试验的第一天中，采用FuzzicideBAC或氯胺(以总氯计，浓度均为10卯m)处理3小时。在随后的13天中在线观测生物膜抑制物质处理的管道和对照管道间HW系数的差异。可以预计当停止使用生物膜抑制物质时，被处理管道中生物膜的生长将恢复，使得管道的HW系数降低，而在对照(未处理)管道中冊系数保持不变。监测被处理管道和对照管道间HW系数的差异，结果列于表3和图4中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>实施例4-依据本发明方法处理严重污染的造纸机美国专利5，789，239公开了一种组合物和方法，用于防止粘泥出现和/或除去运水系统中的生物膜。根据这一专利，要将至少一种二醇和至少一种选自碳水化合物、蛋白酶、脂肪酶和二醇蛋白酶的酶成分加到水中才能达到其目的。该专利列出了现场试验的结果，用于证明其所公开的专利是如何实施的以及所公开的方法的效能。其中所采用的参数之一是纸张的质量，该参数是在造纸过程中在线测量的，用于监测生物膜的去除效果。美国专利5，789，239列出的结果表明对于成品进行监测所得出的黑斑，亮斑以及孔洞的统计学分布与采用常规杀菌剂进行处理所得出的纸张质量的在线监测值之间无显著性差异。在本实施例中，采用本专利发明人所发明的、利用本专利发明人的美国专利5，976，386中的装置原位生成的生物膜抑制物质FuzzicideBAC处理严重污染的造纸机。将生物膜抑制物质半连续地加到造纸机中。在进行试验之前，不使用碱液蒸煮造纸机。实际上在进行试验时厚重的污染物仍然保持在机器表面上。采用一个特制的送料系统进行试验，其中第一脉动泵输送301/h的次氯酸钠，第二脉动泵输送131/h的溴化铵溶液。采用软化水稀释化学物质以避免水垢的形成。FuzzicideBAC送料系统向造纸机三个不同的送料点送料。通过监测所生成的生物膜抑制物质的pH来控制生物膜抑制物质的生产过程，如有必要，需对成分的混合进行调整。生物膜抑制物质的注射前溶液的浓度约为3500-4000卯m(以总氯计)，pH在9.6_9.8之间。生物膜抑制物质的注射前溶液在试验期间和在该造纸机连续使用的数个月内是可以重复的和稳定的。在线记录成品纸中黑斑、亮斑以及孔洞的数量，结果列于表4和图5中(后者显示重量为20吨的纸巻中孔洞和斑点的数目)。数据是所生产的每种类型的纸的平均值(制造某些纸的持续时间超过24小时)。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>LS=亮斑；DS=黑斑；H=孔洞；尺寸的单位为微米。*第4天的结果包含第3天的数据，第11天的结果包含第10天的数据。在开始处理时起，孔洞和斑点随时间的推移而稳步增加，这是因为使用FuzzicideBAC进行处理时，具有大小不同、颜色各异的生物膜颗粒从机器表面上脱离的频率增加所致。在试验的第12天，对造纸机停机以进行清洗。结果发现了覆盖有大量生物膜小颗粒的表面，这是因为在生物膜生长的主要区域中生物膜已经被破坏成小颗粒，在清洗机器表面时分散到了机器的水中。清洗完造纸机后重现开始生产纸，并且继续向生产用水中加入FuzzicideBAC。图6显示了在这一段造纸期内黑斑、亮斑以及孔洞的数量。与图5相比，整个生产期间斑点和孔洞的总量保持在相对较低的水平，说明使用生物膜抑制物质可以防止造纸机表面生物膜重新形成。实施例5-过氧化氢酶的失活在含有100ml去离子水(DI)的烧瓶中采用过氧化氢酶(Merk公司，用盐水稀释，最终浓度为26单位/ml)和生物膜抑制物质(FuzzicideBAC或一氯胺(MCA))于实验室中进行试验。按预定的送料速度将新制备的生物膜抑制物质加到含有过氧化氢酶稀溶液适当的烧瓶中。在加入H202(使H202的终浓度达3.5g/l)之前，于室温下将容器中的内容物混合60分钟。加入H202后，于室温下搅拌混合物30分钟，此时根据Dr.LangeCuvetteTestLCW058中的方法，采用LASA20测量11202的残余量(如HandbookofPhotometricalOperationAnalysis(October1997)中所述，依据Jander/Blasius，LehrbachderAnalytischenundPraparativeAnorganischenChemie中的方法)。结果以总Cl2计，列于表5中。采用Hach便携式比色计测量FuzzicideBAC和MCA的残余量。表5生物膜抑制物质(BIS)BIS浓度(以总Cl2计，ppm)过氧化氢酶单位/ml初始H202浓度%g/1初始H202浓度占3.5%g/1的百分数NH4Br+NaOCl8.1263.521.4NH4Br+NaOCl60263.5100NH4Br+NaOCl140263.5100NH4Cl+NaOCl6.7263.56.8NH4Cl+NaOCl58263.597.1NH4Cl+NaOCl128263.599.4NH4Br+NaOCl6003.5100无0263.50无003.5100试验结果表明(1)酶降解H^的活性高，(2)氯胺和FuzzicideBAC均不氧化过氧化氢，(3)氯胺和FuzzicideBAC仅在高浓度(以总Cl2计，约60ppm或更高)下使过氧29化氢酶完全失活，这一浓度要远高于上述几个实施例中用于抑制微生物种群形成生物膜的潜力，但并不直接分解生物膜的送料水平。在10ppm或更低的剂量水平(以总Ch计)下，本发明的生物膜抑制物质即使有作用，对于过氧化氢酶而言，其灭活的作用也不明显。在实验室制备MCA和FuzzicideBAC所采取的方法与上述场地试验相似。以总氯计，用DI水稀释次氯酸钠，终浓度为6000ppm。制备溴化铵溶液(和次氯酸钠稀溶液的摩尔比为i:1.1，即碱过量10%)和氯化铵溶液(和次氯酸钠稀溶液的摩尔比为i:1.1，即碱过量10%)。将次氯酸钠稀溶液(50ml)滴加至50ml的适当铵盐溶液中，其间连续监测pH。立即测量所得母液中生物膜抑制物质的浓度，然后按适当的送料水平将生物膜抑制物质立即加到试验烧瓶中。从实际应用的角度考虑，在根据抑制生物膜发育的效能和成本优化出的剂量水平下，MCA和FuzzicideBAC不能使过氧化物降解酶失活。因此，这些生物膜抑制物质对于过氧化物降解酶_过氧化氢酶的作用并不是采用直接使酶失活的机制。在本实施例中，与易于和H202反应的H0C1和HOBr相比，MCA和FuzzicideBAC并不氧化H202。这种特性使得在高浓度的背景H202或含有H202的混合物存在下，可以采用MCA和FuzzicideBAC作为生物膜抑制物质。与现有技术中通过采用氧化性杀菌剂杀灭着床于生物膜中的微生物来控制生物膜生长的作法不同，MCA以及本发明特别优选的实施方案中的FuzzicideBAC可以在其它酶的存在下使用或与其它酶联合使用，其中向生产介质，特别是水基的生产介质加入这些酶可以达到多种目的。实施例6-在脱墨厂的场地试验现有一个脱墨系统，每吨废水中需使用7-10kgH202。此前采用常规杀生物剂如戊二醛来控制^02的酶解，但并未达到节省成本的效果。在该工厂中还有一套类似的脱墨系统，该系统采用的废纸原料与上一系统来源相同，操作工艺类似，但采用含有戊二醛的商品配方处理却取得了成功。在这一套脱墨系统中，H202的平均消耗量被降至每吨废水中仅需使用约4kgH202。在利用FuzzicideBAC进行处理以前，测量结果在该脱墨厂中的多个部位微生物量大，表现在出现了厚重的粘泥。尽管&02的起始剂量大，但在沿该系统流路中的多个位点上H202的残余量低到可以忽略不计的程度。利用美国专利5，976，386中描述的生产/送料装置原位生成FuzzicideBAC，并且连续输送至工艺用水中，时间持续了850分钟。在一个特制的送料系统中原位生成生物膜抑制物质，该送料系统与实施例4所述的类似。反应的pH维持在9.8-10.0。对生成过程进行控制以确保两种化学物质被同步定量加入，按预定比例连续混合并且可重现地生成稳定的生物膜抑制物质，其稳定期与试验周期相当或更长。以总C^计，起始FuzzicideBAC送料量为170g/吨。850分钟后开始半连续地输送生物膜抑制物质，使送料量降为85g/吨。在试验启动期间监测多个参数测量生物膜抑制物质的残余量(以总ClJ十，采用Hach便携式比色计进行测量，利用DPD方法，该方法对废物及废水检验标准方法进行了改进)，根据Dr丄angeCuvetteTestLCW058中的方法，采用LASA20测量H202的残余量，如HandbookofPhotometricalOperationAnalysis(0ctober1997)中所述，该方法的基石出是Jander/Blasius，LehrbachderAnalytischenundPraparativeAnorganischenChemie中的方法(高浓度情况下)，或采用Merck公司的试纸条进行监测(浓度在0.5-25卯m时)。如果有必要，样品可以用DI水稀释。依据以下方法测量工艺用水中H202降解酶的活性用DI水将商品&02溶液稀释成浓度为100g/lH20(10%)的溶液。将1ml稀释的H202溶液加到9ml样品中构成10gH202/1的溶液，其中样品取自受处理的脱墨工艺用水。将样品于室温下温育15分钟，此时测量11202的残余量。将^02用水稀释制成对照样。如果酶能够有效降解11202，则11202的残余量低，反之，如果酶不能有效降解H202，则H202的残余量高，其浓度与H202浓度起始接近，这可能是由于H202降解酶活性降低所致，或者是由于H202降解酶浓度下降所致。结果表示为指定接触时间内工艺用水中^02的残留百分率，结果列于表6中。表6中的三磷酸腺苷(ATP)测量依据以下的操作步骤在萤光素和萤光素酶存在下，在ATP向单磷酸腺苷(AMP)转变的过程中，每个ATP分子会发射出一定量的光。利用光度计测量所发射的光。所给出的测量值仅具有相对的意义，因此是一个相对量而非一个绝对量(RLU=相对光单位)。这一数值与微生物活性具有相关性，因为活菌计数越高，则ATP测量值也越高，反之亦然。表6时间分钟过氧化氢酶活性的降低占起始^02的浓度的百分率ATP(RLU)H202残余量，ppmFuzzicideBAC残余量，以总氯计，ppm037.61322760010017.8634050.724054.7286151.4585092535>251.41500135.13568>2500.7试验开始后ATP浓度的急剧下降表明打浆机中的浮游微生物(活的游离细胞)得到了有效的控制。与本专利发明人的上述美国专利中的经验所分析的一致，在连续送料期间ATP的浓度持续下降，甚至在FuzzicideBAC残余量不是非常高时情况也是如此。在0IOO分钟内，过氧化氢酶活性的明显增加是由于生物膜降解并导致生物膜内的材料，包括微生物、过氧化氢酶以及其它一些过氧化物降解酶，被施放至工艺用水中所造成的。850分钟后，当打浆机中的样品中能够检测出H202残余时，改变送料方案采用半连续送料替代连续送料，并且使总送料量降低至起始值的50%，即85g/吨纸桨(以总Cl2计)。与想象的一样，ATP的浓度增加，反映出随送料量和总Cl2残余量的降低浮游微生物的数量增加。虽然ATP和活菌的数量增加，但随处理的进行H202降解酶的活性继续下降，伴随出现的情况是在工艺用水中H202的浓度增加。1500分钟后，H202降解酶的活性好象被完全消除，而此时降低杀生物剂送料量的持续时间已经达到850分钟，并且在850至1500分钟期间，ATP的浓度上升。经过约48小时的半连续使用杀生物剂，为维持漂白所需的设定值，H202的需求量已经被降低至4kg/吨。几天后，发现H202的送料量可以被进一步降低至2.2kg/吨，而且在31这种送料量降低的情况下已可以达到预定的脱墨漂白效果。实施例7-FuzzicideBAC的效能和活菌计数在用于制造打印和复印纸的造纸机中采用FuzzicideBAC进行现场试验，试验期间对于白水贮槽(ww)和贮浆池(Mchest)的微生物，主要是细菌进行计数。抽取工艺用水并立即用硫代硫酸钠处理以降解任何残留的生物膜抑制物质。用Trypton(DIFCO)盐水将样品稀释10倍。稀释的样品置于熔融的R2A琼脂上(此后称为总菌数)和含有大过量葡萄糖的熔融平板计数琼脂冻上(此后称为"粘泥形成菌")。琼脂在室温下固化并在35t:下温育48h。对活细胞进行计数，结果列于表7和图7中。请注意两个不同的处理期生物污染清除期，其间采用生物膜抑制物质处理的已有生物膜瓦解(也可参见实施例4)，清除期后的正常操作期，在造纸机正常操作时，使用生物膜抑制物质维持造纸机的正常运转(与图6进行对比)表7和图7显示在初始清除期内，不论生物膜抑制物质FuzzicideBAC的残余量是高或是低，白水贮槽中工艺用水样品中每ml含103_104个活细胞。差不多所有的白水贮槽样品中都包含有显著量的、可以在高浓度葡萄糖培养基中生长的菌落。对于贮浆池而言，情况也是如此(结果未显示)，其总菌数和能够在高浓度葡萄糖培养基中生长的细胞的数目相比甚至更高。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>如表8所示，一旦造纸机清洁，就在水样中发现总菌数显著下降。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>总之，试验结果表明(a)只要造纸机被严重污染，则会出现很多细胞(虽然这些细胞可能不能占到大多数)，包括着床于生物膜内的细胞，易于在高浓度葡萄糖培养基中生长，说明存在可以有效和快速降解葡萄糖的酶，(b)在采用FuzzicideBAC处理的清洁的造纸机中，不论采用R2A培养基进行活菌计数的数值高或低，活细胞不能在高浓度葡萄糖培养基中生长，说明这些细胞中不存在可以有效和快速降解高浓度葡萄糖的酶。这些结果可以和图3和4进行对比，在这些图中，采用本发明生物膜抑制物质处理使得生物污染的机器中的生物膜瓦解，并且可以防止清洁的机器重新形成生物膜。实施例8-FuzzicideBAC对于造纸效率的影响作用将FuzzicideBAC间歇式输送至造纸机的各个部位。在机器中可以观察到FuzzicideBAC残余的迅速消失，发生FuzzicideBAC残余丧失的主要部位是打浆机，特别是干法破碎的打浆机中。(干法破碎的打浆机所接纳的纸是机制的纸，但其质量低下，不能出售而只能在造纸机中被重新利用)。在打浆机中，已经观察到FuzzicideBAC残余的丧失伴随有ATP含量的迅速上升。初步的观察结果认为这种现象可能要归因于在施胶期间杀菌效果未达到最佳，此时采用淀粉涂布纸张，为微生物的生长提供了一个好的培养基。在打浆机中同步观察到了FuzzicideBAC残余的丧失和ATP含量的上升，此外，在贮桨池和顶箱以及净水中也观察到了ATP含量的迅速上升。虽然打浆机中的ATP含量高，在作为造纸机循环水的白水中其数值保持在可接受的范围之内。为了确定FuzzicideBAC残余的丧失是否是因为湿部化学所引起的，将加到造纸机中的阳离子淀粉的用量降低至50%，11小时后将聚合氯化铝(PAC)的用量增加20%，其中聚合氯化铝是一种促进顶箱中纤维和颗粒凝聚的絮凝剂。在此期间仍然使用干法破碎。对于总碳酸钙留着率和沉淀碳酸钙(PCC)留着率的影响基本类似。阳离子淀粉和PAC用量的改变不明显影响留着率。加到贮浆池中的阳离子淀粉用量减小5小时后，将FuzzicideBAC的送料量提高65%。2小时后发现白水中悬浮材料和PCC的浓度急剧下降，在随后的17小时内留着率得到了稳步改善。这种留着率的改善与残余氯的稳步、缓慢的增加平行。33本领域技术人员应该认识到本发明并不仅局限于以上被具体展示和描述的内容。与之相反，本领域技术人员在阅读过上述内容后，对本发明进行一些现有技术中没有的改进或变化，以及这些改进或变化与上述内容的各种组合均在本发明的范围之内。权利要求一种抑制粘附于某一表面上的微生物种群生成酶的方法，该方法包括对于粘附于某一表面上的微生物种群间歇式使用一种可以抑制所述微生物种群生成酶的由次氯酸盐氧化剂与铵盐的反应形成的物质。2.如权利要求1所述的方法，其中所述微生物种群粘附于工业用水环境中的某一表面上。3.如权利要求2所述的方法，其中所述表面为坚固的表面。4.如权利要求2所述的方法，其中所述表面为可消耗的表面。5.如权利要求1至4之一所述的方法，其中所述物质并不完全根除所述微生物种群。6.如权利要求1至4之一所述的方法，其中所述物质并不使所述酶失活。7.如权利要求1至4之一所述的方法，其中所述酶为一种过氧化氢降解酶或淀粉降解酶。8.如权利要求7所述的方法，其中所述酶是过氧化氢酶、脱氢酶、过氧化物酶或淀粉酶。9.如权利要求1至4之一所述的方法，其中所述物质为溴化物活化的氯胺。10.如权利要求1至4之一所述的方法，其中所述次氯酸盐选自次氯酸钠和次氯酸钙。11.如权利要求1至4之一所述的方法，其中所述间歇式使用包括向与所述微生物种群接触的水中施放第一非连续量的所述物质，由此在与所述微生物种群接触的水中所述物质达到第一种浓度；在与所述微生物种群接触的水中所述物质的浓度降至低于所述第一种浓度；然后向与所述微生物种群接触的水中施放第二非连续量的所述物质。12.如权利要求1至4之一所述的方法，其中所述间歇式使用包括实时间歇式发生所述物质。13.如权利要求12所述的方法，其中所述间歇式使用还包括在实时发生所述物质时，向所述微生物种群提供所述物质。14.如权利要求1至4之一所述的方法，其中所述铵盐选自氯化铵和溴化铵。全文摘要本发明提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括对具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式使用生物膜抑制物质。本发明还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的方法，该方法包括抑制微生物种群形成生物膜的能力，但并不完全根除所述微生物种群。本发明还提供一种抑制邻近某一表面的生物膜发育的系统，该系统包括一间歇式施放器，用于对具有形成生物膜潜力的微生物种群间歇式使用生物膜抑制物质。文档编号A01N41/06GK101746863SQ20091022652公开日2010年6月23日申请日期2002年8月5日优先权日2001年8月6日发明者阿亚拉·巴拉克申请人:A.Y.实验室有限公司