城市再生水具有流量大而稳定、温度冬暖夏凉的特点,是理想的热泵冷热源。再生水源热泵是一项能够充分利用城市再生水中的低品位热能的节能减排技术,但热泵系统中换热表面上的微生物污垢会降低系统的运行效率与安全性能,是显著影响再生水源热泵系统推广应用的核心问题。本研究以抑制微生物污垢的生长为核心工作,分别考察了微生物污垢的生长机理,多种物理、化学抑垢手段的抑垢效果与抑垢机理,并从缓解传热恶化的角度对相关抑垢手段进行了评价。本研究中设计并搭建了机理实验系统和传热实验系统,并通过配制人工再生水来模拟城市再生水的方法进行实验。建立了宏观检测与微观检测相结合的综合检测体系,深入探索了微生物污垢的生长机理以及抑垢手段的抑垢机理。在生长机理实验中,考察了菌浓度、营养物质浓度、无机离子浓度、流速等多项水质参数与环境参数的影响,并揭示了以上因素对污垢生长产生影响的作用机理。并且,根据生长机理实验的结果,提出了以抑制细菌附着过程和降低污垢内细菌数量作为抑垢的主要方向。在抑垢机理实验中,首先考察了微纳刻痕表面和热冲击等物理手段的抑垢效果与抑垢机理,发现小尺寸的微纳刻痕表面能够抑制微生物污垢的生长,而提高处理温度和作用时间能够增强热冲击的杀菌和抑垢效果。随后,考察了苯扎氯铵和次氯酸钠浸泡两种化学抑垢手段,发现浸泡方式的选择对抑垢效果具有显著影响,而提高浸泡温度与浸泡浓度能够增强苯扎氯铵的杀菌与抑垢效果。并且,探索了苯扎氯铵与次氯酸钠之间不同的杀菌与抑垢机理。基于实际的工程背景,从缓解污垢所造成的传热恶化这一角度对热冲击和苯扎氯铵浸泡这两种抑垢手段进行了评价。结果表明,参数的选取对于热阻的抑制效果具有显著影响,并提出高温度、短时间的热冲击和高浓度、短时间的苯扎氯铵浸泡是具有实际应用潜力的抑垢方案。本研究有助于深入理解微生物污垢的生长与抑制机理等科学问题,并且对实际应用中抑垢方案的选取、以及抑垢参数的确定具有一定的指导作用。