油田回注水紫外線消毒器變頻聯(lián)合殺菌的應(yīng)用

將油田采出水回注是一種提高原油產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)、有效的方法。由于廢水中含有大量有害的硫酸鹽還原菌，它不僅腐蝕設(shè)備，而且還會造成土壤和環(huán)境危害。因此，在回注之前必須對硫酸鹽還原菌進(jìn)行處理達(dá)到回注的要求。通過采用紫外線消毒器出來實(shí)驗(yàn)、變頻實(shí)驗(yàn)和紫外線消毒器和變頻聯(lián)合殺菌實(shí)驗(yàn)，并且對老的工藝和設(shè)備進(jìn)行了改造，開發(fā)出了適合油田回注水紫外線消毒器和變頻式微電腦水處理器的物理殺菌工藝，使原來廢水中含菌103個/mL減少到10個/mL，達(dá)到回注的要求。 

隨著油田的開發(fā)，原油中含水量越來越高，采出水量也就越來越多，將采出水處理回注是一種提高原油產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)、有效的方法。而油田采出水中往往存在著不同種類的細(xì)菌，常見的細(xì)菌主要有硫酸鹽還原菌(SRB)、鐵細(xì)菌、腐生菌(TGB)等，其中危害zui大的是硫酸鹽還原菌，它們不僅造成油田污水處理及注水系統(tǒng)金屬設(shè)備嚴(yán)重腐蝕，還會損害注水地層。為控制油田污水處理系統(tǒng)中的微生物危害，在眾多殺菌措施中，zui常用的是化學(xué)殺菌的方法，但藥劑成本高。因此，尋找效果好的殺菌方法顯得尤為重要。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，開發(fā)出了適合油田紫外線消毒器和變頻式微電腦水處理器的物理殺菌工藝。 陰極反應(yīng)：8H + +8e8H (吸附于鐵表面) 硫酸鹽還原菌陰極去極化：SO4 +8HS +4H2O Fe 2+ +S 2-FeS 2- 2-總腐蝕反應(yīng)方程式：4Fe+SO4 +4H2OFeS"+3Fe(OH)2"+2OH2- -無氧的中性反應(yīng)環(huán)境對陰極去極化是不利的，氫離子在陰極獲得電子后吸附在陰極表面，這樣陰極因蓋有一層原子氫會使腐蝕停止。但由于硫酸鹽還原菌的陰極去極化作用，使腐蝕加劇。所以，即使在無氧中性的條件下，只要水系統(tǒng)中存在硫酸鹽還原菌，就會發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。硫酸鹽還原菌是危害較嚴(yán)重的一種細(xì)菌。它是厭氧菌，倘若有垢或淤泥使細(xì)菌藏在下面時，即使在含氧系統(tǒng)中也能繁殖。它能把水中的硫酸根離子的 硫元素還原成S 2-，進(jìn)而生成H2S，引起腐蝕。同時，S 2-還能和Fe 2+生成黑色的FeS沉淀，極易造成堵塞。在腐蝕過程中，硫酸鹽還原菌實(shí)際上起陰極去極化作用。陽極反應(yīng)：4Fe!4Fe2++8e水的電離：8H2O8H + +8OH - 紫外線是一種肉眼看不見的光波，存在于光譜紫外線端的外側(cè)。通過由紫外光子輻射導(dǎo)致的光化學(xué)反應(yīng)破壞微生物的核酸、脫氧核糖核酸、核糖核酸等，使DNA 的結(jié)構(gòu)鍵發(fā)生斷裂或發(fā)生光化學(xué)聚合反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)殺死病菌或使其喪失復(fù)制繁殖能力。 紫外線殺菌裝置要求處理前水質(zhì)含油120mg/L，懸浮物含量110mg/L，因此一般安裝在污水深度處理站濾后、注水站之前。變頻式微電腦水處理器在運(yùn)行時，自動地、周期性地、有規(guī)律地產(chǎn)生各種頻率的直流脈沖電磁波，各種頻率的電磁波可以直接擊穿細(xì)菌的細(xì)胞壁而導(dǎo)致其死亡，同時水在這種交直流脈沖電場的作用下，迅速發(fā)生微弱的氧化還原反應(yīng)，在陽極區(qū)附近產(chǎn)生一定量的氧化性物質(zhì)，這些氧化性物質(zhì)與細(xì)菌作用，破壞了其正常的生理功能，使細(xì)胞膜過氧化而死亡，達(dá)到殺菌的目的。變頻式殺菌器主要由兩部分組成：微電腦控制器（主機(jī)）和反應(yīng)器。反應(yīng)器采用繞組式安裝方式，繞組線圈直接繞在管壁上，安裝方便、快捷;在處理過程中，該變頻式殺菌器無任何部分與水直接接觸，使用安全；沒有水質(zhì)指標(biāo)要求，可根據(jù)需要進(jìn)行組合安裝。變頻式殺菌器的殺菌率保持在 90%以上，系統(tǒng)內(nèi)殺菌、抑菌*，站內(nèi)“黑水"現(xiàn)象*消失，水質(zhì)得到*。

鑒于變頻式微電腦殺菌技術(shù)具有較好的殺菌、抑菌效果，而且能夠改善水質(zhì)，確定采取變頻殺菌器對污水處理系統(tǒng)的前端進(jìn)行細(xì)菌控制，抑制和減弱細(xì)菌在水處理系統(tǒng)的繁殖以及硫化物的產(chǎn)生；利用紫外線殺菌裝置對污水處理系統(tǒng)的過濾出水進(jìn)行細(xì)菌殺滅，以確保污水注入系統(tǒng)中細(xì)菌含量達(dá)到水質(zhì)指標(biāo)要求。

紫外線消毒器消毒系統(tǒng)是依據(jù)微生物的特性而設(shè)計(jì)的殺菌系統(tǒng)，紫外線消毒器殺菌系統(tǒng)的優(yōu)勢特點(diǎn)如下：

①油田回注水紫外線消毒器殺菌系統(tǒng)有很強(qiáng)抗污染能力，特別是有很強(qiáng)的抗油污染能力; 　　

②油田回注水紫外線消毒器殺菌系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求低，不同于傳統(tǒng)的紫外線殺菌系統(tǒng)，進(jìn)水水質(zhì)有很高的要求; 　　

③油田回注水紫外線消毒器殺菌系統(tǒng)不需投加任何化學(xué)藥物，解決設(shè)備腐蝕和地層堵塞; 

④油田回注水紫外線消毒器殺菌系統(tǒng)能夠殺滅污水中的微生物; 

⑤油田回注水紫外線消毒器殺菌系統(tǒng)能夠分解污水中的有機(jī)物，減少回注水中細(xì)菌的養(yǎng)分; 

⑥油田回注水紫外線消毒器殺菌系統(tǒng)能夠分解污水中的油類物質(zhì)和硫化物; 

⑦紫外線消毒器殺菌系統(tǒng)占地面積小，易于安裝、操作簡單。 

油田回注水紫外線殺菌器殺菌系統(tǒng)采用了多種技術(shù)，以利于殺滅微生物，系統(tǒng)的殺菌主要通過系統(tǒng)中幾個部分的協(xié)同作用對細(xì)菌進(jìn)行有效的殺滅，從而提高石油產(chǎn)量。

 紫外線消毒技術(shù)是一種物理消毒方式，具有廣譜殺菌能力，也是*不會產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的消毒方法。其具體殺菌過程如下：

• 通過破壞了細(xì)菌細(xì)胞的離子通道和破壞其細(xì)胞膜表面的結(jié)構(gòu); 
• 進(jìn)而改變了細(xì)菌和藻類的生存物場，使其商喪失生存條件達(dá)到殺菌滅藻的作用。 　
• 系統(tǒng)所產(chǎn)生的O2-和細(xì)胞內(nèi)的巰基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)凝固，破壞細(xì)胞合成酶的活性，細(xì)胞喪失分裂增殖能力而死亡。
• 系統(tǒng)所產(chǎn)生羥基自由基，活性氧離子具有很強(qiáng)的氧化能力，能在短時間內(nèi)破壞細(xì)菌的增殖能力而使細(xì)胞死亡，從而達(dá)到殺菌的目的。
• 同時利用紫外線對細(xì)菌細(xì)胞器的破壞以及對細(xì)菌DNA的破壞，進(jìn)而從根本上滅活細(xì)菌，避免細(xì)菌的復(fù)活，從而達(dá)到殺滅水中微生物的目的。 　

   目前，紫外線消毒技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為安全可靠、環(huán)保的消毒技術(shù)，在國外各個領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。在我國，紫外線消毒技術(shù)因其節(jié)能環(huán)保的特性而日益受到注重與推廣，正逐步取代傳統(tǒng)化學(xué)消毒方法，成為主流的水處理凈化技術(shù)。

污水處理站出水含油、懸浮固體、硫酸鹽還原菌嚴(yán)重超過水質(zhì)指標(biāo)要求，經(jīng)變頻和紫外線聯(lián)合殺菌后，污水處理系統(tǒng)內(nèi)的硫酸鹽還原菌呈明顯下降趨勢，并在紫外線殺菌后, 硫酸鹽還原菌含量降至25個/mL，達(dá)到注水水質(zhì)指標(biāo)要求。而且硫酸鹽還原菌含量仍維持在10個/mL，說明硫酸鹽還原菌在后續(xù)管道內(nèi)沒有重新繁殖，注水井的水質(zhì)能夠滿足注水水質(zhì)指標(biāo)要求。在變頻殺菌裝置投產(chǎn)前，污水處理系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌的含量zui高達(dá)到10 4 個/mL；9月15日采用變頻裝置殺菌后，深度處理站硫酸鹽還原菌含量降至102個/mL，雖然zui終處理水質(zhì)不能滿足水質(zhì)指標(biāo)，但變頻殺菌裝置的殺菌率較高，對污水處理系統(tǒng)的殺菌、抑菌效果較好。聯(lián)合站應(yīng)用物理殺菌方式與投加化學(xué)殺菌劑殺菌方式相比，雖然增加基建投資，但可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，可以大幅度降低污水處理成本。油田回注水紫外線消毒器變頻技術(shù)聯(lián)合物理殺菌可根據(jù)細(xì)菌含量的不同選擇不同的物理殺菌方式。對于來水中硫酸鹽還原菌含量較高（103個/mL以上）、水處理效果較差的污水處理站，可選擇變頻配合紫外線殺菌器的消毒器殺菌方式；采用物理殺菌方式，盡管一次性建設(shè)投資較高，但運(yùn)行費(fèi)用低，可以大幅度降低殺菌成本，而且物理殺菌裝置在運(yùn)行過程中，可降低崗位員工加藥的勞動強(qiáng)度，避免化學(xué)殺菌劑對人體的傷害，并減少了環(huán)境污染，殺菌效果明顯優(yōu)于化學(xué)殺菌方式；紫外線殺菌器裝置的運(yùn)行效果關(guān)鍵在于保證其照射強(qiáng)度，殺菌前的原水含油及濁度需要嚴(yán)格控制，含油及濁度界限需進(jìn)一步研究，確保紫外線殺菌器裝置的*效果。