油田回注水紫外线消毒器变频联合杀菌的应用

将油田采出水回注是一种提高原油产量经济、有效的方法。由于废水中含有大量有害的硫酸盐还原菌，它不仅腐蚀设备，而且还会造成土壤和环境危害。因此，在回注之前必须对硫酸盐还原菌进行处理达到回注的要求。通过采用紫外线消毒器出来实验、变频实验和紫外线消毒器和变频联合杀菌实验，并且对老的工艺和设备进行了改造，开发出了适合油田回注水紫外线消毒器和变频式微电脑水处理器的物理杀菌工艺，使原来废水中含菌103个/mL减少到10个/mL，达到回注的要求。 

随着油田的开发，原油中含水量越来越高，采出水量也就越来越多，将采出水处理回注是一种提高原油产量经济、有效的方法。而油田采出水中往往存在着不同种类的细菌，常见的细菌主要有硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌、腐生菌(TGB)等，其中危害zui大的是硫酸盐还原菌，它们不仅造成油田污水处理及注水系统金属设备严重腐蚀，还会损害注水地层。为控制油田污水处理系统中的微生物危害，在众多杀菌措施中，zui常用的是化学杀菌的方法，但药剂成本高。因此，寻找效果好的杀菌方法显得尤为重要。通过现场试验，开发出了适合油田紫外线消毒器和变频式微电脑水处理器的物理杀菌工艺。 阴极反应：8H + +8e8H (吸附于铁表面) 硫酸盐还原菌阴极去极化：SO4 +8HS +4H2O Fe 2+ +S 2-FeS 2- 2-总腐蚀反应方程式：4Fe+SO4 +4H2OFeS"+3Fe(OH)2"+2OH2- -无氧的中性反应环境对阴极去极化是不利的，氢离子在阴极获得电子后吸附在阴极表面，这样阴极因盖有一层原子氢会使腐蚀停止。但由于硫酸盐还原菌的阴极去极化作用，使腐蚀加剧。所以，即使在无氧中性的条件下，只要水系统中存在硫酸盐还原菌，就会发生严重的腐蚀。硫酸盐还原菌是危害较严重的一种细菌。它是厌氧菌，倘若有垢或淤泥使细菌藏在下面时，即使在含氧系统中也能繁殖。它能把水中的硫酸根离子的 硫元素还原成S 2-，进而生成H2S，引起腐蚀。同时，S 2-还能和Fe 2+生成黑色的FeS沉淀，极易造成堵塞。在腐蚀过程中，硫酸盐还原菌实际上起阴极去极化作用。阳极反应：4Fe!4Fe2++8e水的电离：8H2O8H + +8OH - 紫外线是一种肉眼看不见的光波，存在于光谱紫外线端的外侧。通过由紫外光子辐射导致的光化学反应破坏微生物的核酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸等，使DNA 的结构键发生断裂或发生光化学聚合反应，从而实现杀死病菌或使其丧失复制繁殖能力。 紫外线杀菌装置要求处理前水质含油120mg/L，悬浮物含量110mg/L，因此一般安装在污水深度处理站滤后、注水站之前。变频式微电脑水处理器在运行时，自动地、周期性地、有规律地产生各种频率的直流脉冲电磁波，各种频率的电磁波可以直接击穿细菌的细胞壁而导致其死亡，同时水在这种交直流脉冲电场的作用下，迅速发生微弱的氧化还原反应，在阳极区附近产生一定量的氧化性物质，这些氧化性物质与细菌作用，破坏了其正常的生理功能，使细胞膜过氧化而死亡，达到杀菌的目的。变频式杀菌器主要由两部分组成：微电脑控制器（主机）和反应器。反应器采用绕组式安装方式，绕组线圈直接绕在管壁上，安装方便、快捷;在处理过程中，该变频式杀菌器无任何部分与水直接接触，使用安全；没有水质指标要求，可根据需要进行组合安装。变频式杀菌器的杀菌率保持在 90%以上，系统内杀菌、抑菌*，站内“黑水"现象*消失，水质得到*。

鉴于变频式微电脑杀菌技术具有较好的杀菌、抑菌效果，而且能够改善水质，确定采取变频杀菌器对污水处理系统的前端进行细菌控制，抑制和减弱细菌在水处理系统的繁殖以及硫化物的产生；利用紫外线杀菌装置对污水处理系统的过滤出水进行细菌杀灭，以确保污水注入系统中细菌含量达到水质指标要求。

紫外线消毒器消毒系统是依据微生物的特性而设计的杀菌系统，紫外线消毒器杀菌系统的优势特点如下：

①油田回注水紫外线消毒器杀菌系统有很强抗污染能力，特别是有很强的抗油污染能力; 　　

②油田回注水紫外线消毒器杀菌系统进水水质要求低，不同于传统的紫外线杀菌系统，进水水质有很高的要求; 　　

③油田回注水紫外线消毒器杀菌系统不需投加任何化学药物，解决设备腐蚀和地层堵塞; 

④油田回注水紫外线消毒器杀菌系统能够杀灭污水中的微生物; 

⑤油田回注水紫外线消毒器杀菌系统能够分解污水中的有机物，减少回注水中细菌的养分; 

⑥油田回注水紫外线消毒器杀菌系统能够分解污水中的油类物质和硫化物; 

⑦紫外线消毒器杀菌系统占地面积小，易于安装、操作简单。 

油田回注水紫外线杀菌器杀菌系统采用了多种技术，以利于杀灭微生物，系统的杀菌主要通过系统中几个部分的协同作用对细菌进行有效的杀灭，从而提高石油产量。

 紫外线消毒技术是一种物理消毒方式，具有广谱杀菌能力，也是*不会产生消毒副产物的消毒方法。其具体杀菌过程如下：

• 通过破坏了细菌细胞的离子通道和破坏其细胞膜表面的结构; 
• 进而改变了细菌和藻类的生存物场，使其商丧失生存条件达到杀菌灭藻的作用。 　
• 系统所产生的O2-和细胞内的巯基反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。
• 系统所产生羟基自由基，活性氧离子具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡，从而达到杀菌的目的。
• 同时利用紫外线对细菌细胞器的破坏以及对细菌DNA的破坏，进而从根本上灭活细菌，避免细菌的复活，从而达到杀灭水中微生物的目的。 　

   目前，紫外线消毒技术已经发展成为安全可靠、环保的消毒技术，在国外各个领域得到了广泛的运用。在我国，紫外线消毒技术因其节能环保的特性而日益受到注重与推广，正逐步取代传统化学消毒方法，成为主流的水处理净化技术。

污水处理站出水含油、悬浮固体、硫酸盐还原菌严重超过水质指标要求，经变频和紫外线联合杀菌后，污水处理系统内的硫酸盐还原菌呈明显下降趋势，并在紫外线杀菌后, 硫酸盐还原菌含量降至25个/mL，达到注水水质指标要求。而且硫酸盐还原菌含量仍维持在10个/mL，说明硫酸盐还原菌在后续管道内没有重新繁殖，注水井的水质能够满足注水水质指标要求。在变频杀菌装置投产前，污水处理系统中硫酸盐还原菌的含量zui高达到10 4 个/mL；9月15日采用变频装置杀菌后，深度处理站硫酸盐还原菌含量降至102个/mL，虽然zui终处理水质不能满足水质指标，但变频杀菌装置的杀菌率较高，对污水处理系统的杀菌、抑菌效果较好。联合站应用物理杀菌方式与投加化学杀菌剂杀菌方式相比，虽然增加基建投资，但可节约运行费用，可以大幅度降低污水处理成本。油田回注水紫外线消毒器变频技术联合物理杀菌可根据细菌含量的不同选择不同的物理杀菌方式。对于来水中硫酸盐还原菌含量较高（103个/mL以上）、水处理效果较差的污水处理站，可选择变频配合紫外线杀菌器的消毒器杀菌方式；采用物理杀菌方式，尽管一次性建设投资较高，但运行费用低，可以大幅度降低杀菌成本，而且物理杀菌装置在运行过程中，可降低岗位员工加药的劳动强度，避免化学杀菌剂对人体的伤害，并减少了环境污染，杀菌效果明显优于化学杀菌方式；紫外线杀菌器装置的运行效果关键在于保证其照射强度，杀菌前的原水含油及浊度需要严格控制，含油及浊度界限需进一步研究，确保紫外线杀菌器装置的*效果。