变频杀菌工艺在锦州油区的应用

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摘要：随着新常规污水处理站的投产，锦州油区注水水质含油和悬浮物达标，但是细菌依然超标，制约着注水开发的效果。经过研究对比，在电解盐水杀菌、紫外线杀菌、微电流杀菌、二氧化氯杀菌等多种杀菌工艺中优选了变频杀菌工艺。该杀菌工艺具有高效、安全、环保、寿命长等特点，杀菌率90%以上。

关键词：细菌超标 杀菌 变频杀菌 安全 高效 环保

中图分类号：S482文献标识码： A

前言

锦州油区注水工作开始于1983年，水源为联合站处理后的污水。2007年新常规污水处理站的投产，使处理后水质的含油和悬浮物达到“双十”标准，但是细菌严重超标，主要是硫酸盐还原菌（SRB）、铁细菌和腐生菌。细菌是油田注水开发一项重要指标，制约了注水开发的效果，因此需要选用一种杀菌方式对油田注入水进行杀菌处理。

1 常用杀菌工艺分析

1.1 电解盐水杀菌工艺

利用次氯酸钠发生装置，通过电解饱和盐水产生次氯酸钠溶液（NaCLO），次氯酸钠不稳定，在水中产生了原子态氧，原子态氧是强氧化剂，能够氧化细菌，使细菌中的蛋白质变性，失去复制和生存能力，从而达到杀灭细菌的目的。

存在问题：电极板结垢，酸洗频繁。设备故障率较高。存在腐蚀性。

1.2 紫外线杀菌工艺

通过紫外线照射来达到杀菌的目的，紫外线的波长范围为200—390nm，波长260nm左右的紫外线杀菌能力最强。因为细菌DNA对紫外线的吸收峰在260nm处，DNA吸收紫外线后分子结构被破坏，引起菌体蛋白质和酶的合成发生障碍，最终导致细菌死亡。

存在问题：紫外灯管的透光率会随着使用时间的增加而降低，杀菌效果受到一定影响；对水质要求较高。

1.3微电流杀菌工艺

利用杀菌发生器直接作用于水体产生活性氧物质, 与活细胞的分子如糖、磷脂、有机酸等发生反应, 破坏细胞膜并渗透到细胞膜内破坏有机物的链状结构, 而达到杀灭细菌的目的; 同时细菌在水中一般带负电, 会向阳极迁移、聚集, 可造成细菌放电直接致死。

存在问题：初期运行微电流杀菌具有一定杀菌效果，但到中后期处理效果变差，SRB不能达标。

1.4二氧化氯杀菌工艺

ClO2溶于水，不与水发生化学反应，通过吸附和渗透作用，大量ClO2分子聚集在细胞周围，通过封锁作用，抑制其呼吸系统，进而渗透到细胞内部，破坏含硫基的酶，从而快速抑制微生物蛋白质的合成。

存在问题：受处理污水中还原性物质影响较大，水中存在的还原性物质会消耗二氧化氯，使其使用浓度增加，处理成本上升;易挥发、爆炸，产生的ClO2纯度不高，波动较大；对管道及设备具有腐蚀性。

1.5 化学药剂杀菌工艺

利用化学药剂进行杀菌。选用连续的均匀式或间歇冲击式加法。细菌含量较高时宜先选用大剂量、冲击式加法，待细菌控制稳定后，再选用均匀式加法；经过一段时间，待细菌数量上升后，再使用冲击式。两种投加方法不断地交替应用，杀菌剂方能发挥最佳的杀菌效果。

存在问题：处理成本高，长期使用同一种药剂会使细菌产生抗药性，且易对地层造成二次污染

1.6 物理催化法杀菌工艺

基本原理包括电化学原理、陶瓷氧化原理和光催化原理三个主要技术组成。系统的杀菌主要通过对细菌代谢系统的破坏、对细菌细胞器的破坏以及对细菌DNA的破坏，进而从根本上消灭细菌，避免细菌的复活，从而达到杀灭水中微生物的目的。

存在问题：设备零部件耐污水腐蚀性较弱，需定期及时维护检修。

2 杀菌工艺的优选及现场应用

由于以上杀菌工艺都存在一定的缺点，经过论证分析，我们选了变频杀菌工艺作为现场的应用。

2.1 变频杀菌工艺原理

杀菌器运行时，自动地周期性地、有规律的产生各种频率的强大的直流脉冲电磁波，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，达到杀菌目的。

2.2 变频杀菌工艺特点：

（1）安全型。采用安全低电压，不与水接触，不改变不破坏高压注水管网，安装时不停产。

（2）寿命长。不存在电极腐蚀性问题，提高现有管网系统净化设备的使用寿命及提高水质处理能力。理论寿命15年，实际寿命8年以上。

（3）环保型。不使用化学药剂，不存在二次污染。

（4）高效率。这一特性有待于验证。

2.3 变频杀菌工艺现场应用

变频杀菌工艺主要有2部分组成，一台主机和一个缠绕在管道外壁上的绕组组成。绕组位置应尽可能安装在低位处，在系统管道上要均匀缠绕，每组圈数不少于30圈，线圈间距在20-25cm，外设保护层。

主机与绕组的距离不应超过30米，越近效果越好。主机应安装在室内通风处，垂直固定在墙壁上。使用220V/10A三眼插座，防爆场所应选用II类防爆规范产品。

2.4 杀菌效果

一共在3个注水站安装了变频杀菌器，在杀菌器运行前后，做了细菌化验，前后对比结果如表1所示。

表1 杀菌器运行前后细菌量对比

3 结论：

（1）变频杀菌具有高科技性。由微电脑软硬件结合设计的控制系统，精确而灵活的采用移频、变频、扫频等多种方法进行杀菌，功效显著。

（2）变频杀菌具有高效率。该系统激化生化处理能力进行除垢、防垢、杀菌，杀菌率达到90%以上，使设备可连续运行而不需要清洗。

（3）变频杀菌同时具有安全、寿命长、环保等特点。

参考文献：

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作者简介：权崇国（1977-），男，工程师，2000年毕业于西南石油学院石油工程专业，工程硕士。辽河油田锦州采油厂工艺研究所,现从事采油工艺技术研究与推广工作。