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紫外线杀菌器在油田水质处理中的应用
发布时间:2018/4/12 22:32:27   点击次数:808次

紫外线杀菌器在油田水质处理中是如何应用的呢?在注水开发的油田中, 细菌的危害是一种普遍存在的问题。给油田生产带来严重危害的细菌主要有硫酸盐还原菌 (SRB) 、腐生菌 (TGB) 和铁细菌 (IB) 。其中对油田地面系统危害大的是SRB。SRB的腐蚀产物是一种难溶于水中的黑色金属硫化物, 其稳定性好, 当这种金属硫化物进入水系统中时, 会导致污水发黑、悬浮固体含量增加, 严重污染滤料, 降低水处理设备的处理效率, 使处理后水中悬浮固体含量超标。这种金属硫化物同时还是一种乳化油稳定剂, 它进入采出液处理系统中易富集在油水界面形成稳定的油水乳化层, 如电脱水器油水界面, 污水沉降罐、除油罐及反冲洗回收池油层, 导致地面系统除油难度增加, 电脱水器运行不稳定, 甚至跨电场。

  虽然TGB和IB的危害要比SRB的小, 但TGB或IB含量过高 (>104个/ml) 时, 其代谢产物易引起过滤器堵塞、产生电化学腐蚀。另外, TGB和IB产生的粘性菌膜或垢附着在管闭等部位, 极易给SRB在好氧系统中创造局部的厌氧生存环境, 使SRB能在曝氧系统中生存繁殖。

  因此, 对于注水开发的油田, 采取有效措施, 进行细菌控制是十分必要的。

  1 油田水处理中常用的杀菌方法简介

  目前, 油田主要采用化学法、物理法两种杀菌技术。

  长期以来, 由于化学法具有容易实现、成本低的优点, 所以使用较多。其杀菌机理是在具有稳定杀菌特性的化学药剂中, 含有可破坏细胞酶或基质交换系统的物质, 利用化学药剂与细菌之间的相互作用以达到杀灭细菌的目的。

  适合油田的化学杀菌剂主要有氧化型和非氧化型两大类。其中氧化型主要有次氯酸钠、二氧化氯、氯气、高锰酸钾、氯胺、臭氧等。氧化型杀菌剂存在的缺点是:由于污水中存在一定的油、聚合物、悬浮物、硫化物等有机或还原性物质, 将消耗一定量的物质, 如要达到杀菌效果, 则需加大投药量, 造成成本上升。同时, 氧化型杀菌剂尽管杀菌作用强, 但抑菌作用小 (药效持续时间短) 。非氧化型杀菌剂存在的缺点:污水中的有机物质降低药效;非氧化型杀菌剂可使油水重新乳化, 造成油水分离困难;长期使用可使硫酸盐还原菌产生抗药性。

  物理杀菌方法包括:X射线杀菌、紫外线杀菌、α射线杀菌、β射线杀菌、γ射线杀菌、超声波杀菌、高频电流杀菌、变频电磁杀菌技术等。

  细菌对放射性辐射的敏感性取决于其生长环境、温度、PH值、生长环境中的含氧量等条件。杀菌效果与辐射剂量密切相关。小辐射剂量会改变细菌的形态生理特性, 抑制其繁殖;大剂量辐射会使细菌全部死亡。如40~80krad辐射剂量的γ射线可有效的杀灭水中的细菌, 若γ射线与杀菌剂配套使用会大幅度提高杀菌效果。

  2紫外线杀菌技术的发展

  早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。1901年和1906年人类先后发明了水银光弧这一人造紫外光源和传递紫外光性能较好的石英材质灯管, 法国马赛一家自来水厂很快在1910年首次使用紫外线消毒工艺。20世纪60年代中叶人类开始把紫外线消毒技术应用于城市污水处理, 并于70年代到80年代初对紫外线消毒在城市污水处理中的应用进行了大量早期的研究, 这主要是由于当时人们已认识到被广泛使用的加氯消毒工艺中的余氯对受纳水体中的鱼类等生物有毒, 而且发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生如三卤甲烷 (THMs) 等致癌、致基因畸变的副产物。这些发现促使人类寻求一种更好的消毒方法。

  目前, 紫外线杀菌技术广泛应用于医疗卫生、生物研究、制药工业、食品工业、饮料、饮用水、城市污水处理等各个领域, 并且呈逐年上升趋势。在油田水处理中的应用目前仍处于研究和现场试验阶段。

  3 紫外线杀菌原理

桔子彩票开奖  紫外线是一种肉眼不可见的光线, 它的波长从40nm~400nm, 并且按波段不同可分为A波段、B波段、C波段和真空紫外线。C波段的波长为75nm~200nm。水消毒用的就是C波段紫外线。紫外线在波长为240nm~280nm范围具有杀菌效能, 尤其在波长为253.7nm时紫外线的杀菌作用强。其杀菌原理是通过紫外线对细菌、病毒、水藻等单细胞微生物的照射, 以破坏其生命中枢DNA (去氧核糖核酸) 的结构, 使构成该微生物的蛋白质无法形成, 使其立即死亡或丧失繁殖能力。一般紫外线在1~2秒中内就可以达到灭菌的效果。目前已证明, 紫外线能杀灭细菌、霉菌、病毒和单胞藻。事实上, 所有的微生物对紫外线都很敏感, 所以紫外线用于水处理方面具有很大的优越性。

  紫外线杀菌的优点是没有任何化学残留物, 不会造成二次污染;不会造成PH值波动;洁净、无噪音、杀菌处理迅速;更换灯管简便。

  4 油田水处理中紫外线杀菌实例

  某油田A站对紫外线杀菌进行了现场试验, 并取得了很好的效果。该站日处理能力4500m, 采用42支紫外线灯, 试验流程如下:

  A站采用紫外线杀菌前后数据对比

  图1 A站紫外线杀菌现场试验流程

  在A站取样测试, 在含油4.2g/ml、悬浮物含量4.5g/ml的情况下, 紫外线杀菌对硫酸盐还原菌去除率为99.90%, 腐生菌去除率为99.88%, 铁细菌去除率为99.67%;在距A站6.5km处的2号配水间取样化验:硫酸盐还原菌去除率为100%, 腐生菌去除率为99.88%, 铁细菌去除率为99.99%。化验结果说明, 紫外线杀菌不仅效果好, 且具有一定的持续性。

  紫外线杀菌运行费用分析:第一年:42支×0.064KW/支×24h×0.45元/KW.h/4500m/d=0.65分/m.d, 第二年:紫外线灯每一年半更换一次, 所以运行费用为:每天运行费用+更换紫外线灯平均至每吨每天的费用:即0.65分/m.d+954元/支×42支灯/ (4500m/d×548d) =2.27分/m.d。由某油田的试验可以看出:紫外线杀菌不仅效果好, 而且费用极低。

  表1 A站采用紫外线杀菌前后数据对比

  表1 A站采用紫外线杀菌前后数据对比

  A站的紫外线杀菌试验, 将为紫外线杀菌技术在油田水处理中的应用提供经验和依据。根据现有的研究和试验, 在辐射剂量充足的情况下, 紫外线能有效地杀灭各种细菌。

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