采用紫外線消毒器處理大慶油田注水研究實驗

摘要：應用紫外線殺菌技術對大慶油田廢水深度處理站廢水進行了現場殺菌試驗，水量為300m3/h，殺菌裝置安裝在廢水處理站出水管道上。試驗結果表明，油田回注水紫外線消毒器殺菌后，水中硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細菌的殺滅率均在99 %以上，對硫酸鹽還原菌的殺滅效果好于對腐生菌及鐵細菌的殺滅效果，細菌指標達到了油田回注水標準，處理成本僅為0 . 0 24 元/m 3。

關鍵詞 紫外線殺菌 廢水深度處理 注水 細菌 大慶油田

目前，在大慶油田注水系統中，由于硫酸鹽還原菌( sulfate-reducing bacteria，SRB )大量存在造成的危害主要有兩個方面: 一是細菌體和繁殖產物沉積導致注水水質的污染和地層堵塞; 二是硫酸鹽還原菌在設備、管線和地層中繁殖時產生大量硫化物，導致管線設備的嚴重腐蝕。目前油田注水殺菌主要采用化學殺菌劑，雖有較好的殺菌效果，但持續使用，菌體將產生抗藥性，并存在化學殘余物質。紫外線殺菌消毒法有著悠久的歷史，19 7 0 年，美國環境保護局( E P A )完成了*個污水紫外線消毒器殺菌消毒示范工程。羅立新等將油田注水紫外線消毒器殺菌應用于河南油田注入系統，殺菌率可達9 9 %，但在廢水中的大規模應用還有待于水的進一步凈化和裝置的改進。本研究在為油田提供注入水的廢水深度處理站現場進行了紫外線消毒器技術殺菌試驗，對殺菌的效果進行了檢測。試驗結果可為油田工程建設提供設計依據。

1試驗原理與流程

1. 1紫外線殺菌原理所謂紫外線殺菌( 醫學上稱消毒)，是通過紫外線照射來達到殺菌的目的。微生物細胞中的核糖核酸( R N A )和脫氧核糖核酸( D N A )吸收光譜的范圍在24 0 ~28 0 n m  對波長255~26 0 n m 的紫外線有zui大吸收。 而紫外線消毒燈所產生光波的波長恰好在此范圍內。紫外光被微生物的核酸所吸收，一方面可使核酸突變阻礙其復制、轉錄，封鎖蛋白質的合成; 另一方面，產生的自由基引起光電離，從而導致細胞死亡，由此達到殺菌的目的。紫外線殺菌的效果是以照射后存活的菌體數量決定的，而殺菌能力則是由253. 7 n m 的紫外線的照射劑量所決定的。

1. 2現場試驗流程及檢測項目

大慶油田某廢水深度處理站的出水作為注入水回注到地下，本研究選擇該處理站進行現場試驗。在二次過濾后安裝2套紫外線殺菌器。處理流量為300m3/h， 工藝流程見圖1。紫外燈的功率為155 W，一套殺菌器內安裝28只紫外燈。圖1紫外線殺菌工藝流程：

試驗定期對進水、設備的出口以及注水井口的細菌指標進行檢測，以確定殺菌效果。S R B、腐生菌、鐵細菌的檢測均采用絕跡稀釋法( M P N 法)。

2油田注水紫外線消毒器殺菌效果及運行成本分析

2. 1殺菌效果油田采出液經二次過濾后，C O D cr 降至20 0 m g /L左右， 石油類降至5~10m g /L，二次過濾后出水為乳白色，表層浮有油膜。從20 0 3年10 月 10 日起對濾后出水進行紫外線殺菌，效果見表1。表1紫外線殺菌對各類細菌的殺滅效果

從表1數據可以看出，紫外線殺菌器對三大類菌有較強的殺滅效果，對硫酸鹽還原菌的平均殺菌率可達9 9 . 9 1%，且殺菌效果穩定，對腐生菌和鐵細菌也有較高的殺菌效果。殺菌率不僅與基數相關，也與腐生菌對環境的適應性強及對底物的廣譜性相關，從三類細菌殺菌前后數量變化情況來看，硫酸鹽還原菌對紫外線更敏感。紫外線技術殺菌效果與所應用的廢水水質狀況密切相關，本文應用對象是廢水深度處理站的出水，其水質要遠遠好于一般廢水水質，所以，殺菌率也較高。

2. 2運行成本分析

( 1)年耗電費用。 紫外燈: 56 支× 0 . 155 k w /支× 24h × 3 6 5d × 0 . 4 4 5元/( k W ?h )= 3. 38 萬元。

( 2)更換紫外燈管費用。 紫外燈每一年半更換一次，56 支燈，每支燈管價格9 9 6 元，則年更換燈管費用為: 9 9 6 元× 56 支× 2/3= 3. 7 2萬元。 合計年運行費用: 3. 38 + 3. 7 2= 7 . 10 ( 萬元)。

( 3)處理成本以處理量0 . 8 萬m 3/d 計，根據以上計算，處理成本為0 . 0 24 元/m 3，大大低于化學藥劑滅菌費用。

3 結論

( 1)在大慶油田廢水深度處理站的出水中采用油田注水紫外線消毒器殺菌技術， 對硫酸鹽還原菌、腐生菌及鐵細菌都有很好的殺滅效果，殺菌率可達9 9 %以上。

( 2)大慶油田廢水深度處理站的出水中采用油田注水紫外線消毒器殺菌技術后，水質可以達到油田注水對細菌的指標要求。

( 3)紫外線殺菌技術在本文試驗條件下，處理費用僅為0 . 0 24 元/m 3，大大低于化學藥劑滅菌費用。