摘要:在室內(nèi)考察了由市售雙組分“復(fù)方消毒劑”配成、質(zhì)量濃度800mg/L的穩(wěn)定溶液態(tài)CLO2作為油田回注污水殺菌劑的各項(xiàng)性能。加劑量為5mg/L時(shí)可殺滅污水中全部SRB菌和TgB菌;加劑量為5～18mg/L時(shí)可將75.1%～96.5%的Fe2+(34.5mg/L)轉(zhuǎn)化為Fe3+；CLO2使污水腐蝕速率略有增大，但即使加劑量為20mg/L，也不會(huì)超過(guò)允許值(≤0.076mm/A);CLO2與各種水處理劑配伍。在日處理污水量5.0×103～6.0×103m3的胡二污水站進(jìn)行了為期1個(gè)月的CLO2應(yīng)用試驗(yàn)。該站采用石灰乳—聚丙烯酰胺—穩(wěn)定劑處理工藝，處理后水pH值為8.5，在試驗(yàn)后期降至7.5�！皬�(fù)方消毒劑”兩組分分別泵輸至混合管線內(nèi)反應(yīng)，產(chǎn)生高濃度高活性CLO2并注入污水處理系統(tǒng)，加劑量逐步降低，在最后10天維持3mg/L。濾后水SRB菌數(shù)降至0，TgB菌數(shù)降至101個(gè)/mL，水質(zhì)其余指標(biāo)保持良好，一些指標(biāo)有改善。

油田污水處理中控制細(xì)菌生長(zhǎng)最常用的方法是投加殺菌劑。目前油田使用的殺菌劑多為非氧化型，主要有季銨鹽類、醛類、含硫化合物及其復(fù)配物、酮類等。非氧化型殺菌劑作用時(shí)間緩慢，細(xì)菌易產(chǎn)生抗藥性。中原油田回注污水水質(zhì)改性后，污水pH值升高到8.0左右，有些殺菌劑在高pH值下藥效降低，殺菌效果不好。目前現(xiàn)場(chǎng)使用的殺菌劑品種單一，以1227為主，細(xì)菌已產(chǎn)生了不同程度的抗藥性。強(qiáng)氧化劑CLO2具有用量少、作用快、殺菌效果好、適用pH值范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，過(guò)去由于現(xiàn)場(chǎng)配制安全性差、產(chǎn)率低等原因一直未廣泛應(yīng)用。近年來(lái)人們對(duì)CLO2的認(rèn)識(shí)不斷加深，對(duì)CLO2發(fā)生器的研究不斷深入，其應(yīng)用越來(lái)越受到重視。在冷卻水處理和飲用水消毒方面都成功應(yīng)用，在油田壓裂、酸化解堵及管線清洗中應(yīng)用效果也很好。由于油田污水的水質(zhì)特點(diǎn)及處理過(guò)程的復(fù)雜性，CLO2在油田污水處理中的應(yīng)用受到一定限制。我們?cè)谑覂?nèi)對(duì)CLO2在油田污水處理中的應(yīng)用效果進(jìn)行了考察，并在中原油田胡二污水處理站進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

1　室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

1.1　CLO2的配制

CLO2由A劑、B劑混合反應(yīng)制成，溶液中有效CLO2質(zhì)量濃度為800mg/L，現(xiàn)配現(xiàn)用。A劑、B劑為北京必潔仕公司生產(chǎn)的復(fù)方消毒劑(高氧化態(tài)純二氧化氯)的兩個(gè)組分。

1.2　殺菌效果

取胡二污水處理站現(xiàn)場(chǎng)污水，將pH值調(diào)到8.0左右，加入定量菌種，再加入不同量的CLO2溶液，靜置殺菌1H，按SY5329 88《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》的規(guī)定測(cè)定菌數(shù)。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，CLO2在濃度為5mg/L時(shí)即可殺滅SRB、TgB，在低濃度下就具有良好的殺菌性能。CLO2可強(qiáng)烈吸附在細(xì)胞壁上并穿透細(xì)胞壁，氧化細(xì)胞體內(nèi)的酶，使細(xì)胞蛋白質(zhì)的氨基酸氧化分解、肽鍵斷裂而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。還原性物質(zhì)可與CLO2反應(yīng)，當(dāng)污水中這類物質(zhì)含量較高時(shí)，CLO2的投加量可適當(dāng)提高。

1.3　除鐵效果

在污水中加入不同量CLO2溶液，用磺基水楊酸分光光度法測(cè)定總鐵和亞鐵離子濃度，所用儀器為上海產(chǎn)721型分光光度計(jì)。測(cè)定結(jié)果列于表2。

1.4　腐蝕性CLO2具有強(qiáng)氧化性，使用時(shí)是否對(duì)設(shè)備造成腐蝕是大家所關(guān)注的問(wèn)題。采用室內(nèi)靜態(tài)掛片法測(cè)定腐蝕速率，掛片材質(zhì)為A3鋼，掛片時(shí)間14天，實(shí)驗(yàn)溫度45℃。測(cè)定結(jié)果列于表3。

可以看到，腐蝕速率隨著CLO2濃度的增加而上升，但均未超過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)0.076mm/A。CLO2的現(xiàn)場(chǎng)使用濃度一般小于20mg/L，所以對(duì)管線及設(shè)備的腐蝕可不予考慮。

1.5　配伍性

將CLO2溶液與現(xiàn)場(chǎng)污水處理藥劑按使用濃度混合，搖勻靜置，溶液清，無(wú)渾濁，說(shuō)明CLO2與各種藥劑配伍性好。

2　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

在中原油田胡二污水處理站進(jìn)行了為期1個(gè)的CLO2現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，對(duì)加藥工藝進(jìn)行了探索。

2.1　胡二污水處理站基本情況

胡二污水處理站設(shè)計(jì)處理量8000m3/d，現(xiàn)理量5000～6000m3/d。站內(nèi)地面管線為玻璃管線，污水處理流程見(jiàn)圖1。

2.2　加藥工藝

2.2.1　CLO2發(fā)生A、B兩種藥劑分別盛于貯罐內(nèi)，用耐蝕泵按比例同時(shí)輸至混合管線內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)，產(chǎn)生高濃度高活性的CLO2。該裝置小巧、精致、簡(jiǎn)單、易操作，較一般CLO2發(fā)生器投資小、效率高。

2.2.2　加藥點(diǎn)設(shè)備在緩沖罐出口處焊接玻璃鋼法蘭，從CLO2發(fā)生裝置至加藥部位用pVC管線連接。加藥部位設(shè)在濾后殺菌效果較好，但考慮到站內(nèi)管線較長(zhǎng)時(shí)間未清洗，注入CLO2可能將管壁上的軟垢剝離下來(lái)，為不影響注水生產(chǎn)，將加藥部位設(shè)在緩沖罐后，使剝離物可經(jīng)沉降和過(guò)濾除去。

2.2.3　加藥方案在1個(gè)月試驗(yàn)期間采用沖擊式與連續(xù)式相結(jié)合的方式投加CLO2。第1天按10mg/L(以有效CLO2計(jì)，下同)的加藥量連續(xù)24小時(shí)泵入CLO2溶液，間隔6天后按8mg/L的加藥量再次連續(xù)24小時(shí)泵入CLO2溶液，再間隔6天后轉(zhuǎn)入連續(xù)加藥方式，按8mg/L的加藥量投加2天，以后3天將加藥量逐漸降至5mg/L，再以3mg/L的加藥量連續(xù)投加10天后結(jié)束試驗(yàn)。

2.3　試驗(yàn)效果分析

在試驗(yàn)期間每隔2～3天從流程不同部位取污水樣共11份，分析測(cè)定污水中細(xì)菌數(shù)沿程變化，結(jié)果列于表4。另外，測(cè)定了另外3份濾后水樣的其他水質(zhì)指標(biāo)，結(jié)果列于表5。

從表4、表5數(shù)據(jù)可以看出，站內(nèi)及站外污水中細(xì)菌都得到有效控制，其他水質(zhì)指標(biāo)則未受到太大影響。在試驗(yàn)初期由于CLO2的剝泥清淤作用，站內(nèi)管線及設(shè)備較長(zhǎng)時(shí)間未清洗，濾膜系數(shù)mF值曾有所降低，水質(zhì)發(fā)生波動(dòng)，投加一段時(shí)間后，水質(zhì)逐漸趨于平穩(wěn)。因此，在投加CLO2殺菌劑前最好將整個(gè)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行徹底清洗。

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