油田污水處理站殺菌工藝及評價

樂山職業技術學院

油田污水處理站殺菌工藝及評價

楊莉樂山職業技術學院

電解鹽水殺菌工藝是在化鹽罐清潔度有保障的前提下，改善加藥泵的運行方式可以較大程度提高殺菌率。LEMUP殺菌技術的殺菌率在90%以上，殺菌過程中的強氧化產物可以除去設備內部化學物積垢，其成本與化學殺菌技術相比成本較低。LEMUP殺菌技術是當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

油田開發初期需要進行水源注入，水源注入造成原油含水量升高，因此會產生大量油田污水，含油污水若不進行殺菌處理就排放，會嚴重影響油田地面設施的正常運行，造成油田設備的腐蝕損壞，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、化學添加劑、酸化壓裂劑等多種有機物，污水排放溫度較高，污水中的各類細菌滋生情況嚴重。細菌增長繁殖會附著在泵吸入口濾網處，很容易造成粘膜濾網阻塞，降低油田生產效率甚至造成設備癱瘓。油田污水中的硫酸鹽還原菌達含量過高時，其細菌的大量繁殖致使油田注水系統不能正常工作。因此，殺菌工藝的進步對石油行業發展有著重要作用。

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產物殺菌的原理。次氯酸鈉的生成裝置為裝有鹽水的電解槽[1]。針對目前電解鹽水殺菌工藝的加藥泵、自控系統、化鹽罐、電解槽等裝置存在的問題，分析后發現，以加藥泵存在的問題對殺菌率影響最大。傳統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量的計量泵，滿足現代污水處理過程中壓力大、流量小的污水處理要求。改進裝置的目的是為了提高污水處理效率，提高裝置的穩定性和可靠性。為更好地改進電解鹽水裝置的其他組成部分，要對電解過程多做記錄分析，加強殺菌效果的跟蹤。

（2）LEMUP殺菌。LEMUP物理殺菌技術是集紫外線殺菌和光觸媒殺菌兩種工藝而研發出的全新殺菌工藝[2]。紫外線殺菌原理是通過照射，引起DNA鏈斷裂，其核酸與蛋白交聯過程受到阻礙，核酸因此喪失生物活性，細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生，羥基自由基可以使SRB細菌致死。SRB將油田污水中的硫酸根離子作為電子受體，經過代謝將還原為S2-，反應產物為對油氣田管線有強烈腐蝕作用的H2S。因此，LEMUP殺菌工藝廣泛應用于消滅SRB的過程中。光觸媒殺菌原理中起主導作用的是半導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優先占用能量較低的軌道，吸收光能后，電子從價帶(VB)躍遷到導帶(CB)。另一方面，半導體能帶的不連續性導致電子空穴復合較多，當電子空穴復合后形成能快速參與反應的合子，油田污水中的有機物等可以作為此反應的空穴俘獲催化劑，進而氧化出已羥基化反應物，生成更多的羥基，達到殺死SRB等細菌的目的。LEMUP殺菌裝置安裝在輸油管的外輸管道上，殺菌過程中發生氧化還原電位的變化。油田污水經過LEMUP殺菌過程，水內氧化還原電位變化電位差達到700mV，其加大幅度的電位變化也會破壞除SRB細菌以外其他類型細菌的生長電位。由于每種細菌均有自身的生長電位，當變化的電位破壞了細菌的生長環境，也就殺滅了細菌。通過某油田污水處理站使用LEMUP裝置前、后的細菌含量變化，得出LEMUP殺菌工藝的殺菌率，經過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：來源于細菌的蛋白質可與碳、氨基、硫基發生加和反應，反應過程消耗了細菌繁殖復制的基本物質，使其代謝不能正常進行，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象，HLX—102非氧化性殺菌劑反應裝置在運行過程中起到極大的作用，SRB的死亡率與其緊密相關。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，此種工藝運行方式的優點在于可以將兩種殺菌劑同時加入到污水中，加強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，兩種物質在同時加入到管網后會發生部分氧化還原反應，從而在一定程度上影響殺菌效果。物理沉降效果的增強與殺菌效率的總體下降相比，傳統的HLX—102非氧化性殺菌劑工藝裝置依舊需要在后期改進。

3 工藝特點

物理殺菌工藝的應用可降低油田污水處理過程中造成的二次污染，在污水處理資金運行成本中也相對較低。電解鹽水殺菌工藝是相對先進的，在化鹽罐清潔度有保障的前提下，改善加藥泵的運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，因此時間積累會造成電解槽中的雜質污垢變多，影響溫度傳感器不能正常工作，會對殺菌效果有一定影響。

LEMUP殺菌技術的殺菌率在90%以上，殺菌過程中的強氧化產物可以除去設備內部化學物積垢，其成本與化學殺菌技術相比成本較低。另外，LEMUP殺菌工藝裝備還具有體積小、操作過程簡單、設備維護資金較低等優點，其強氧化物的自動清洗功能可以保證設備連續工作，穩定性和可靠性較高，保證了系統高效穩定的運行。因此，LEMUP殺菌技術是當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用[J]．油氣田環境保護，1993（2）：34-35.

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

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

[4]鄭麗娟．薩南開發區污水處理系統存在的問題及對策[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