油田污水處理站殺菌工藝及評(píng)價(jià)

樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院

油田污水處理站殺菌工藝及評(píng)價(jià)

楊莉樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院

電解鹽水殺菌工藝是在化鹽罐清潔度有保障的前提下，改善加藥泵的運(yùn)行方式可以較大程度提高殺菌率。LEMUP殺菌技術(shù)的殺菌率在90%以上，殺菌過程中的強(qiáng)氧化產(chǎn)物可以除去設(shè)備內(nèi)部化學(xué)物積垢，其成本與化學(xué)殺菌技術(shù)相比成本較低。LEMUP殺菌技術(shù)是當(dāng)前油田污水處理的主要方式。

油田污水處理；殺菌工藝；電解鹽水殺菌；LEMUP殺菌

1 殺菌工藝的作用

油田開發(fā)初期需要進(jìn)行水源注入，水源注入造成原油含水量升高，因此會(huì)產(chǎn)生大量油田污水，含油污水若不進(jìn)行殺菌處理就排放，會(huì)嚴(yán)重影響油田地面設(shè)施的正常運(yùn)行，造成油田設(shè)備的腐蝕損壞，甚至造成地層阻塞。

油田排放的污水有較高的礦化度，油田污水中含有原油、化學(xué)添加劑、酸化壓裂劑等多種有機(jī)物，污水排放溫度較高，污水中的各類細(xì)菌滋生情況嚴(yán)重。細(xì)菌增長(zhǎng)繁殖會(huì)附著在泵吸入口濾網(wǎng)處，很容易造成粘膜濾網(wǎng)阻塞，降低油田生產(chǎn)效率甚至造成設(shè)備癱瘓。油田污水中的硫酸鹽還原菌達(dá)含量過高時(shí)，其細(xì)菌的大量繁殖致使油田注水系統(tǒng)不能正常工作。因此，殺菌工藝的進(jìn)步對(duì)石油行業(yè)發(fā)展有著重要作用。

2 殺菌工藝原理

（1）電解鹽水殺菌。電解鹽水殺菌工藝是利用次氯酸鈉與水的反應(yīng)產(chǎn)物殺菌的原理。次氯酸鈉的生成裝置為裝有鹽水的電解槽[1]。針對(duì)目前電解鹽水殺菌工藝的加藥泵、自控系統(tǒng)、化鹽罐、電解槽等裝置存在的問題，分析后發(fā)現(xiàn)，以加藥泵存在的問題對(duì)殺菌率影響最大。傳統(tǒng)加藥泵是離心式加入裝置，可以將其改為柱塞式的按照比例計(jì)量的計(jì)量泵，滿足現(xiàn)代污水處理過程中壓力大、流量小的污水處理要求。改進(jìn)裝置的目的是為了提高污水處理效率，提高裝置的穩(wěn)定性和可靠性。為更好地改進(jìn)電解鹽水裝置的其他組成部分，要對(duì)電解過程多做記錄分析，加強(qiáng)殺菌效果的跟蹤。

（2）LEMUP殺菌。LEMUP物理殺菌技術(shù)是集紫外線殺菌和光觸媒殺菌兩種工藝而研發(fā)出的全新殺菌工藝[2]。紫外線殺菌原理是通過照射，引起DNA鏈斷裂，其核酸與蛋白交聯(lián)過程受到阻礙，核酸因此喪失生物活性，細(xì)菌失去繁殖能力慢慢死亡。紫外線殺菌過程中的光源是光觸媒殺菌的主要催化劑，光觸媒殺菌過程有大量羥基產(chǎn)生，羥基自由基可以使SRB細(xì)菌致死。SRB將油田污水中的硫酸根離子作為電子受體，經(jīng)過代謝將還原為S2-，反應(yīng)產(chǎn)物為對(duì)油氣田管線有強(qiáng)烈腐蝕作用的H2S。因此，LEMUP殺菌工藝廣泛應(yīng)用于消滅SRB的過程中。光觸媒殺菌原理中起主導(dǎo)作用的是半導(dǎo)體材料和光催化材料，如TiO2、CdS等。這些光催化材料由于自身具有光電特性,由固體能帶理論的能量最低原理可知電子會(huì)優(yōu)先占用能量較低的軌道，吸收光能后，電子從價(jià)帶(VB)躍遷到導(dǎo)帶(CB)。另一方面，半導(dǎo)體能帶的不連續(xù)性導(dǎo)致電子空穴復(fù)合較多，當(dāng)電子空穴復(fù)合后形成能快速參與反應(yīng)的合子，油田污水中的有機(jī)物等可以作為此反應(yīng)的空穴俘獲催化劑，進(jìn)而氧化出已羥基化反應(yīng)物，生成更多的羥基，達(dá)到殺死SRB等細(xì)菌的目的。LEMUP殺菌裝置安裝在輸油管的外輸管道上，殺菌過程中發(fā)生氧化還原電位的變化。油田污水經(jīng)過LEMUP殺菌過程，水內(nèi)氧化還原電位變化電位差達(dá)到700mV，其加大幅度的電位變化也會(huì)破壞除SRB細(xì)菌以外其他類型細(xì)菌的生長(zhǎng)電位。由于每種細(xì)菌均有自身的生長(zhǎng)電位，當(dāng)變化的電位破壞了細(xì)菌的生長(zhǎng)環(huán)境，也就殺滅了細(xì)菌。通過某油田污水處理站使用LEMUP裝置前、后的細(xì)菌含量變化，得出LEMUP殺菌工藝的殺菌率，經(jīng)過LEMUP殺菌裝置處理后的油田污水完全符合回注要求。

（3）HLX—102非氧化性殺菌劑的殺菌。HLX—102非氧化性殺菌劑原理：來源于細(xì)菌的蛋白質(zhì)可與碳、氨基、硫基發(fā)生加和反應(yīng)，反應(yīng)過程消耗了細(xì)菌繁殖復(fù)制的基本物質(zhì)，使其代謝不能正常進(jìn)行，因此起到殺菌功效[3]。SRB作為油田污水處理過程中的主要消滅對(duì)象，HLX—102非氧化性殺菌劑反應(yīng)裝置在運(yùn)行過程中起到極大的作用，SRB的死亡率與其緊密相關(guān)。污水處理站將HLX—102非氧化性殺菌劑與絮凝劑混合，作為加入污水的藥劑形式，此種工藝運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)在于可以將兩種殺菌劑同時(shí)加入到污水中，加強(qiáng)了物理沉降過程的沉降效果，但由于HLX—102非氧化性殺菌劑和絮凝劑的作用原理有差異，兩種物質(zhì)在同時(shí)加入到管網(wǎng)后會(huì)發(fā)生部分氧化還原反應(yīng)，從而在一定程度上影響殺菌效果。物理沉降效果的增強(qiáng)與殺菌效率的總體下降相比，傳統(tǒng)的HLX—102非氧化性殺菌劑工藝裝置依舊需要在后期改進(jìn)。

3 工藝特點(diǎn)

物理殺菌工藝的應(yīng)用可降低油田污水處理過程中造成的二次污染，在污水處理資金運(yùn)行成本中也相對(duì)較低。電解鹽水殺菌工藝是相對(duì)先進(jìn)的，在化鹽罐清潔度有保障的前提下，改善加藥泵的運(yùn)行方式可以較大程度提高殺菌率[4]。此外，由于電解鹽水殺菌工藝所需原料主要為氯化鈉，因此不需較高成本即可運(yùn)行。油田污水具有較高的礦化度，所電解的粗鹽中含有少量的氯化鈣和氯化鎂等雜質(zhì)，因此時(shí)間積累會(huì)造成電解槽中的雜質(zhì)污垢變多，影響溫度傳感器不能正常工作，會(huì)對(duì)殺菌效果有一定影響。

LEMUP殺菌技術(shù)的殺菌率在90%以上，殺菌過程中的強(qiáng)氧化產(chǎn)物可以除去設(shè)備內(nèi)部化學(xué)物積垢，其成本與化學(xué)殺菌技術(shù)相比成本較低。另外，LEMUP殺菌工藝裝備還具有體積小、操作過程簡(jiǎn)單、設(shè)備維護(hù)資金較低等優(yōu)點(diǎn)，其強(qiáng)氧化物的自動(dòng)清洗功能可以保證設(shè)備連續(xù)工作，穩(wěn)定性和可靠性較高，保證了系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，LEMUP殺菌技術(shù)是當(dāng)前油田污水處理的主要方式。

[1]高寶玉，王淑仁，岳欽艷，等．SE—I混凝劑在中原油田含油污水凈化處理中的應(yīng)用[J]．油氣田環(huán)境保護(hù)，1993（2）：34-35.

[2]張煜．油田采出水新型高效殺菌工藝研究及應(yīng)用[J]．寧夏石油化工，2004（1）：78-79.

[3]由文生．物理殺菌技術(shù)應(yīng)用分析[J]．油氣田地面工程，2008，27（7）：90-92.

[4]鄭麗娟．薩南開發(fā)區(qū)污水處理系統(tǒng)存在的問題及對(duì)策[J]．油氣田地面工程，2010，29（5）：75-77.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.041