環保殺菌劑的開發與應用研究

張永剛，武昆，史慶彬，李連客，滕陸洋，陳美彤

(1.大慶油田開普化工有限公司；2.大慶油田有限責任公司第四采油廠油田管理部；3.大慶油田第六采油廠試驗大隊中心化驗室；4.大慶油田昆侖集團有限公司市場開發部，黑龍江 大慶 163000）

1 前言

油田系統中微生物的生長、代謝和繁殖可造成鉆采設備、注水管線及其他金屬材料的腐蝕和損壞、管道和注水井的堵塞。隨著二、三次采油技術的應用，為細菌在油田系統中的繁殖創造了有利條件，使得細菌腐蝕問題日益嚴重。殺菌劑是油田開發過程中污水處理和回注水質量保證的重要化學劑，大慶油田年使用各類殺菌產品額度近9000萬元。但油田現場在用的殺菌劑普遍刺激性較強，且具有一定腐蝕性，在產品生產和使用過程中易造成灼手傷人事故及加藥設備腐蝕。因此，開發一種低毒、無刺激、無腐蝕性的環保殺菌劑具有重要意義。

2 室內實驗

2.1 毒理性及腐蝕性

委托有資質的第三方檢驗機構對環保殺菌劑的毒理性及腐蝕性進行了檢測，實驗數據如表1。

表1 毒理性及腐蝕性第三方檢驗結果

環保殺菌劑經口及經皮毒性、眼刺激性、皮膚刺激性均達到國標低毒及無刺激性要求，且不會增加材質的腐蝕。

2.2 最低抑菌濃度

測定了環保殺菌劑的加藥濃度對硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細菌殺菌率的影響，確定了環保殺菌劑的最低抑菌濃度。實驗結果見表2。

表2 最低抑菌濃度實驗結果

環保殺菌劑在加藥濃度為9mg/l時對硫酸鹽還原菌的殺菌率未達到標準要求，加藥濃度提高至10mg/l以上，各項指標均達標。即環保殺菌劑室內評價的合理加藥濃度為10mg/l。

2.3 起效時間和有效抑菌時間

投加10mg/l的環保殺菌劑，加藥后在殺菌處理0.3h、2h、4h、8h、24h、48h、120h后接種到細菌測試瓶中，確定了環保殺菌劑的起效時間和有效抑菌時間。實驗結果如圖1。

圖1

從以上數據可以看出，環保殺菌劑作用4h后水體中的硫酸鹽還原菌殘余量被控制在25個/ml以內，達到標準要求；投藥120h后，硫酸鹽還原菌仍被有效控制在2.5個/ml。環保殺菌劑的起效時間為4h，在4～120h內可有效抑菌。

3 現場試驗數據及分析

大慶油田某污水處理站開展了為期30天的現場試驗，在一次濾前加藥，考察了現場加藥濃度為30mg/l、20mg/l、10mg/l的現場加藥效果。加藥點及監測點示意圖，如圖2。

圖2

現場試驗數據如圖3～5所示。

圖3 現場試驗期間SRB變化

圖3 顯示的是現場試驗期間硫酸鹽還原菌（SRB）殘余量變化趨勢。可以看出，投加環保殺菌劑前，二次濾后、注水罐出口水質的SRB含量均在6000個/ml以上，大幅超過標準規定的≤25個/ml的要求。投加環保殺菌劑期間，加藥點之前的升壓罐出口水質SRB在6000個/ml以上，投加30mg/l環保殺菌劑后，二次濾后、注水罐出口的SRB含量被有效控制在25個/ml以內；加藥濃度降低至20mg/l時，二次濾后、注水罐出口的SRB較加藥點之前的升壓罐出口降幅均在95%以上，普遍在60～250個/ml之間波動，但超過標準規定的指標；加藥濃度降低至10mg/l時，二次濾后、注水罐出口的SRB含量大幅反彈，達到2500個/ml以上，嚴重超標。即，可使現場二次濾后、注水罐出口水質SRB含量達標的最低加藥濃度為30mg/l。

圖4 顯示的是現場試驗期間腐生菌（TGB）殘余量變化趨勢。可以看出，投加環保殺菌劑前，升壓罐出口、二次濾后、注水罐出口水質的TGB含量均為60000個/ml，大幅超過標準規定的<100個/ml的要求。投加環保殺菌劑期間，加藥點之前的升壓罐出口水質SRB在6000～60000個/ml波動，投加30mg/l環保殺菌劑后，二次濾后、注水罐出口的TGB含量被有效控制在60個/ml以內；加藥濃度降低至20mg/l，二次濾后、注水罐出口的TGB仍被控制在60個/ml以內；加藥濃度降低至10mg/l時，二次濾后、注水罐出口的TGB不受控，其含量隨升壓罐出口水質TGB含量變化而變化，在600～50000個/ml波動，嚴重超標。即可使現場二次濾后、注水罐出口水質TGB含量達標的最低加藥濃度為20mg/l。

圖4 現場試驗期間TGB變化

圖5 顯示的是現場試驗期間鐵細菌（FB）殘余量變化趨勢。可以看出，系統內FB含量普遍較低，加藥點之間的升壓罐出口水質FB含量在250～600個/ml波動，未達到標準規定的<100個/ml的要求。投加10mg/l的環保殺菌劑后，FB含量降低至60個/ml以下，達到標準要求。即使現場二次濾后、注水罐出口水質FB含量全部達標的環保殺菌劑最低加藥濃度為10mg/l。

圖5 現場試驗期間FB變化

綜上，使現場二次濾后、注水罐出口水質SRB、TGB、FB含量全部達標的環保殺菌劑最低加藥濃度為30mg/l。

4 試驗結論

（1）環保殺菌劑最低抑菌濃度為10mg/l，起效時間為4h，在4～120h內可有效抑菌；環保殺菌劑經口及經皮毒性、眼刺激性、皮膚刺激性均達到國標低毒、無刺激性要求，且不會增加材質的腐蝕。

（2）使現場二次濾后、注水罐出口水質SRB、TGB、FB含量全部達標的環保殺菌劑最低加藥濃度為30mg/l。