采用紫外线消毒器处理大庆油田注水研究实验

摘要：应用紫外线杀菌技术对大庆油田废水深度处理站废水进行了现场杀菌试验，水量为300m3/h，杀菌装置安装在废水处理站出水管道上。试验结果表明，油田回注水紫外线消毒器杀菌后，水中硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌的杀灭率均在99 %以上，对硫酸盐还原菌的杀灭效果好于对腐生菌及铁细菌的杀灭效果，细菌指标达到了油田回注水标准，处理成本仅为0 . 0 24 元/m 3。

关键词 紫外线杀菌 废水深度处理 注水 细菌 大庆油田

目前，在大庆油田注水系统中，由于硫酸盐还原菌( sulfate-reducing bacteria，SRB )大量存在造成的危害主要有两个方面: 一是细菌体和繁殖产物沉积导致注水水质的污染和地层堵塞; 二是硫酸盐还原菌在设备、管线和地层中繁殖时产生大量硫化物，导致管线设备的严重腐蚀。目前油田注水杀菌主要采用化学杀菌剂，虽有较好的杀菌效果，但持续使用，菌体将产生抗药性，并存在化学残余物质。紫外线杀菌消毒法有着悠久的历史，19 7 0 年，美国环境保护局( E P A )完成了*个污水紫外线消毒器杀菌消毒示范工程。罗立新等将油田注水紫外线消毒器杀菌应用于河南油田注入系统，杀菌率可达9 9 %，但在废水中的大规模应用还有待于水的进一步净化和装置的改进。本研究在为油田提供注入水的废水深度处理站现场进行了紫外线消毒器技术杀菌试验，对杀菌的效果进行了检测。试验结果可为油田工程建设提供设计依据。

1试验原理与流程

1. 1紫外线杀菌原理所谓紫外线杀菌( 医学上称消毒)，是通过紫外线照射来达到杀菌的目的。微生物细胞中的核糖核酸( R N A )和脱氧核糖核酸( D N A )吸收光谱的范围在24 0 ~28 0 n m  对波长255~26 0 n m 的紫外线有zui大吸收。 而紫外线消毒灯所产生光波的波长恰好在此范围内。紫外光被微生物的核酸所吸收，一方面可使核酸突变阻碍其复制、转录，封锁蛋白质的合成; 另一方面，产生的自由基引起光电离，从而导致细胞死亡，由此达到杀菌的目的。紫外线杀菌的效果是以照射后存活的菌体数量决定的，而杀菌能力则是由253. 7 n m 的紫外线的照射剂量所决定的。

1. 2现场试验流程及检测项目

大庆油田某废水深度处理站的出水作为注入水回注到地下，本研究选择该处理站进行现场试验。在二次过滤后安装2套紫外线杀菌器。处理流量为300m3/h， 工艺流程见图1。紫外灯的功率为155 W，一套杀菌器内安装28只紫外灯。图1紫外线杀菌工艺流程：

试验定期对进水、设备的出口以及注水井口的细菌指标进行检测，以确定杀菌效果。S R B、腐生菌、铁细菌的检测均采用绝迹稀释法( M P N 法)。

2油田注水紫外线消毒器杀菌效果及运行成本分析

2. 1杀菌效果油田采出液经二次过滤后，C O D cr 降至20 0 m g /L左右， 石油类降至5~10m g /L，二次过滤后出水为乳白色，表层浮有油膜。从20 0 3年10 月 10 日起对滤后出水进行紫外线杀菌，效果见表1。表1紫外线杀菌对各类细菌的杀灭效果

从表1数据可以看出，紫外线杀菌器对三大类菌有较强的杀灭效果，对硫酸盐还原菌的平均杀菌率可达9 9 . 9 1%，且杀菌效果稳定，对腐生菌和铁细菌也有较高的杀菌效果。杀菌率不仅与基数相关，也与腐生菌对环境的适应性强及对底物的广谱性相关，从三类细菌杀菌前后数量变化情况来看，硫酸盐还原菌对紫外线更敏感。紫外线技术杀菌效果与所应用的废水水质状况密切相关，本文应用对象是废水深度处理站的出水，其水质要远远好于一般废水水质，所以，杀菌率也较高。

2. 2运行成本分析

( 1)年耗电费用。 紫外灯: 56 支× 0 . 155 k w /支× 24h × 3 6 5d × 0 . 4 4 5元/( k W ?h )= 3. 38 万元。

( 2)更换紫外灯管费用。 紫外灯每一年半更换一次，56 支灯，每支灯管价格9 9 6 元，则年更换灯管费用为: 9 9 6 元× 56 支× 2/3= 3. 7 2万元。 合计年运行费用: 3. 38 + 3. 7 2= 7 . 10 ( 万元)。

( 3)处理成本以处理量0 . 8 万m 3/d 计，根据以上计算，处理成本为0 . 0 24 元/m 3，大大低于化学药剂灭菌费用。

3 结论

( 1)在大庆油田废水深度处理站的出水中采用油田注水紫外线消毒器杀菌技术， 对硫酸盐还原菌、腐生菌及铁细菌都有很好的杀灭效果，杀菌率可达9 9 %以上。

( 2)大庆油田废水深度处理站的出水中采用油田注水紫外线消毒器杀菌技术后，水质可以达到油田注水对细菌的指标要求。

( 3)紫外线杀菌技术在本文试验条件下，处理费用仅为0 . 0 24 元/m 3，大大低于化学药剂灭菌费用。