回注污水中微生物大量孳生具有较大的负面作用, 具体表现在以下几个方面:可导致黏泥污垢堵塞注水井下管道;可加速管道内部的腐蚀的进程;产生大量的生物粘泥, 恶化水质;使水质稳定剂失效;细菌的繁殖直接导致金属腐蚀;可使得注水压力升高;可使机泵的用电负荷增加;影响原油采收率的提高;使油田的污水处理成本增加并且难度加大。回注污水中存在的这些问题严重的威胁着油田的安全生产, 影响了油田的经济效益, 因此必须得到重视并有效解决[1]。
海南联合站水质条件较差, 污水中含油及机杂较高, 这对采用物理法杀菌技术增加了很高的难度。在物理装置的选择上, 不仅装置本体能够具有高效的杀菌效果, 而且设备必须具备自清洗能力。
在大量调研的基础上, 收集了以下物理杀菌方法, 包括紫外线法、变频法、氯气法、臭氧法, 电解盐法, 瑞典综合物理法。经过多次比较筛选, 最终确定了瑞典综合物理法。该项技术有效的突破了传统杀菌模式, 对回注污水中的微生物能有效的消灭, 同时能对回注水中的有害物质进行有效的分解, 使回注污水得到一定程度的净化, 并且还可较大幅度的减少回注水中的氧含量, 进而可有效的预防微生物繁殖, 从而可有效的预防污垢堵塞管道等造成的负面效应。
海南联合站选用的瑞典综合物理法杀菌装置, 设计指标如下:处理污水量2400m3/d (LEMUPZ-D-100型) 。杀菌后指标达到:对SRB细菌, 处理后<25个/ml;铁细菌<2000个/ml;通过杀菌, 有效防止注水管道及注水地下井管的腐蚀, 同时降解水中的有机悬浮物, 降低回注水的浊度, 提高注水水质。
LEMUP物理法联合杀菌技术采用先进的清洗技术。该项清洗技术的基本原理是利用氧化自由基进行氧化清洗。在清洗系统设计中, 主要考虑设计所用的材料以及材料表面的特殊处理技术和系统共同作用完成的。不同于其它装置专设单一清洗系统。根据水质条件设定系统清洗条件。由于整体设计, 并且该系统不需投加任何化学清洗药物, 因此可以实现系统的连续工作, 又能解决其它清洗方法不能解决的油污染和其它钙镁离子沉积问题。
LEMUP综合物理法杀菌技术对污水系统防垢除垢作用主要原理一是根据PH、二氧化碳浓度和碳酸钙溶解度之间的关系, 使碳酸钙的溶解度降低而析出, 二是由于在电化学反应中, 使水中的碳酸钙垢沉淀[2]。经过LEMUP技术的有效处理, 使得水垢的结晶形态从根本上得到了改变, 使得水垢外形相对变小, 并且使得水垢的外观平坦, 使得水垢不容易粘附于金属等物质的表面, 便于使用过滤的方法将水垢除去, 从而实现除垢的功能。
(1) 杀灭细菌的工艺流程采用目前先进的技术对回注水进行处理以控制回注水系统中的细菌的生长, 与传统加药方法比较, LEMUP系统处理回注水有着以下的优点:
不添加任何有毒有害的化学药品, 并且应用过程中不会对水体造成任何的污染。由于羟基自由基在水中存活时间极短, 因此, 在使用过程中不必担心因为羟基自由基的毒性造成的任何危害, 可放心使用。
(2) 反应的最终产物是无毒无害的CO2和H2O, 并且这个过程中不产生任何的其他产物, 可有效的降解水中的有机污染物, 并且可有效的消除水中的带味物质, 例如NH3等物质。此外, 还能有效的能杀灭水中各种细菌、病毒、寄生虫、孢子、藻类等, 其杀菌灭病毒的性能比常规的紫外消毒技术强大了很多, 并且其效率也有较大的提高。
(3) 能够有效产生大量的氧自由基, 进而在阳极表面处形成氧化物钝化膜, 该钝化膜主要是由氧和铁离子反应形成的, 具有抑制腐蚀的作用。该钝化膜具有降低腐蚀速率的作用, 从而可有效的减少缓蚀剂的应用。
通过近三年效果跟踪, 在设备的进口端及出口端多次取样化验检测。通过现场应用的数据分析, 所得结论都在设计指标的范围内, 均能满足水质指标的要求的具体要求, 能对油田水质进行有效的净化, 因此, 该杀菌装置能有效应用于油田水处理, 可得到较好的应用效果。
经测算处理每方水的运行电费用为0.03元, 综合运行费用约为0.08元, 年节约运行成本约20万元。
(1) 瑞典LEMUPZ-D物理法杀菌技术先进, 具有极强的杀菌效果, 达到了辽河油田回注污水水质的杀菌要求指标, 证明设备合格。
(2) 该设备体积小, 安装操作简单、使用和维修极为方便, 运行安全, 并且耗能极少、运行费用低, 系统无需清洗可以连续工作, 保证了系统的高效稳定的运行。能够避免回注污水及油层的二次污染, 具有推广价值。
(3) 为确保杀菌效果稳定, 建议每三年进行一次整体维护, 随着技术的发展, 及时进行产品升级。
摘要：本文分析了油田污水中细菌的危害性和杀菌难点, 介绍了瑞典综合物理法杀菌工艺的机理和特点, 通过对海南联合站回注污水用瑞典物理法杀菌效果的跟踪评价, 进一步确定了该方法是应对油田污水杀菌处理工艺的既经济又有效手段, 该方法具有设备体积小, 安装操作维护简单, 运行安全, 运行费用低, 效果好等优势, 非常具有推广价值。
关键词：污水杀菌,瑞典物理法,硫酸盐还原菌,腐生菌,铁细菌
[1] 易绍金, 彭少华, 鹿桂华, 杨春风.油田生产中的细菌危害与杀菌技术[J], 河南化工, 2002 (2) :3-4.
[2] 宁廷伟.注入水杀菌剂在胜利油田的应用和发展[J], 油田化学, 1998 (3) :285-288.
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