油田污水处理系统细菌繁殖问题及处理方法研究.doc

油田污水处理系统细菌繁殖问题及处理方法研究 刘崇信 （大庆油田采油三厂）摘要 近年来，由于大庆油田进入高含水后期，随着油田采出液含水率的上升和三次采油技术的实施等原因，水系统中出现滤后水硫酸盐还原菌含量超标的问题。结合联合站生产实际，经过我们室内实验，找出了上述问题形成的原因，并研究出了有效的应对措施：对于滤后水硫酸盐还原菌含量超标严重的问题，主要是杀菌剂使用不合理造成的，可以通过合理使用杀菌剂来解决。主题词 硫酸盐还原菌含量 杀菌剂1对油田地面的损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中危害最大的是SRB。SRB是一种厌氧细菌，它能在厌氧的环境下将水中 SO4-2还原为S-2进而产生H2S，其代谢产物H2S又会与Fe及溶液中Fe2+生成FeS，覆盖于管壁等的表面，形成一层保护膜，但随着SRB的数量增多，H2S含量上升，保护膜成份逐渐由FeS转化为晶粒较大，且晶格不完整的硫化物，使得硫化物膜较疏松，容易脱落而进入系统介质中。还可以使污水发黑、悬浮固体含量增加，严重的污染滤料，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。由于SRB具有固着生长的特性，通常情况下，它们主要附着在物体表面生长，测定水样中SRB含量仅能粗略地表示细菌的存在情况，有可能在水体中SRB含量很低，但在管线某处表面却已有大量的SRB生长繁殖。所以，一旦在流动水中发现这种菌，不论数量多少，都认为有潜在危险，这就是油田注水指标中SRB含量规定很低的原因。一般认为当介质中SRB含量10个/mL时，表明系统中设备已受到SRB的腐蚀，应及时采取相应的控制措施。针对油田地面系统，TGB和IB带来的问题要比SRB少的多。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壁等部位，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。细菌的大量繁殖，不但对地面系统产生危害，而且还会对地层造成伤害。据报道，注入水中所含细菌可在洗油岩芯孔隙内吸附、滞留并积累，即岩芯起细菌过滤器的作用，大量注入含菌量超过一定限度的水，易入水做的岩芯伤害试验结果。2细菌控制措施引起岩芯渗透率急剧下降。表3中列出了胜利油田纯梁采油厂使用不同菌量注为减少细菌给油田生产带来的危害，国内外注水开发油田研究了多种油田细菌控制措施化学杀菌法、物理杀菌法等。21物理杀菌法物理杀菌法包括：X射线杀菌、紫外线杀菌、a射线杀菌、b射线杀菌、g射线杀菌、超声波杀菌、高频电流杀菌、变频电磁杀菌技术等。大庆油田现阶段在十余座污水站上采用紫外或变频与紫外相结合的物理杀菌技术，目前仍处于现场试验阶段。通过现场试验对物理杀菌技术的适用范围和杀菌效果进行评价。 表3 不同含菌量注入水伤害岩芯试验结果 岩芯号 细菌类别 菌数，个/mL 地层水测渗透率，10-3um2 岩芯渗透率损害率，% 注入水 流出液 原始渗透率 注含菌水后渗透率 1SRB 1.4102015.931.4590.9TGB 1.151034.0100IB 2.010202SRB 1.51033.010011.840.7293.9TGB 1.11043.5101IB 4.01023.010022 化学杀菌法目前国内外油田广泛推广应用的是化学杀菌法，即投加杀菌剂的方法。这种方法不仅具有使用方便、见效快的特点，而且当处理后的水中含有一定余量的杀菌剂时，能够有效地控制细菌在地层中繁殖，防止SRB代谢产物H2S及腐蚀产物硫化亚铁给地层造成伤害，降低了采出液中H2S对采油设施及地面系统设备造成的腐蚀，同时对系统内管壁或罐壁附着的细菌也能起到很好的杀灭作用。3. 杀菌剂的概念和原理杀菌剂是用来杀灭或抑制有害细菌的化学剂。杀菌剂种类不同作用原理也不同。以常用的季胺盐类表面活性剂为例，其主要成分为十二烷基二甲基苄基氯化胺。其杀菌机理为：季胺盐是阳离子表面活性剂，能选择性的吸附到带有负电荷的菌体上，在细胞表面形成离子团，影响细菌细胞膜的功能。细胞膜被季胺盐吸附后，改变了电导性、表面张力、溶解性，并可形成络合物，使蛋白质变性，抑制或刺激酶的活性。季胺盐主要是损伤了控制细胞渗透性的原生质而使细菌死亡。4.杀菌剂的分类按杀菌剂的化学成分可分为无机杀菌剂和有机杀菌剂两大类。例如，氯、二氧化氯、臭氧、次氯酸钠等属于无机杀菌剂，氯酚类、季胺盐类、有机硫类、大蒜素、氯胺类等属于有机杀菌剂。按杀菌的机制来分，一般可分为氧化型和非氧化型杀菌剂，例如，氯、次氯酸钠、氯胺等属于氧化型杀菌剂，季胺盐、氯酚类、二硫氰基甲烷等属于非氧化型杀菌剂。5.系统中硫酸盐还原菌等细菌繁殖的问题及客观原因近几年地面系统细菌分布调查结果显示，SRB在中转站已开始滋生，并在地面系统（尤其是沉降段）大量繁殖。这是因为注水开发油田为SRB的生长提供了优良的环境，如含油污水中富含有机物；采出液的PH值在8左右；油田污水处理设施大部分为钢制结构，Fe的存在促进了SRB的还原；油田地面处理工艺为密闭流程，为SRB提供了厌氧环境；油层水中富含硫酸盐，为SRB的生长代谢提供了必需的营养物质；地面系统处理温度为4050，在SRB的最适宜生长的温度3060的范围内，因此SRB在油田地面系统繁殖速度很快。6.细菌在联合站中系统大量繁殖的原因及解决方法通过调查研究，联合站系统细菌大量繁殖的原因主要有：6.1杀菌剂加药点太靠后长期以来细菌控制的重点放在滤后水中。由于地面系统前端长期未对细菌进行有效地控制，导致地面系统细菌大量繁殖，并已对地面系统的正常生产产生不同程度的影响，如硫化物导致电脱运行不平稳、污水站来水发黑等。因此，控制细菌及其危害问题应从整个地面系统工艺前端考虑。为了对整个污水处理系统进行有效的杀菌，建议杀菌剂的加药点应由滤后提前至污水站来水处。6.26.2常规药剂与含聚合物污水配伍性差大庆油田使用的杀菌剂，虽然型号众多，但从药剂类型上分，除非离子型BC-2001型杀菌剂外，其它型号的杀菌剂几乎均为同一类型杀菌剂，即阳离子型季胺盐类杀菌剂或以其为主剂的复配产品。在油田含聚污水中使用时，会与含聚污水中的阴离子型聚丙烯酰胺发生反应，生成白色絮状物（见图5），即药剂与介质的配伍性差。这不仅影响杀菌剂的杀菌效果，更重要的是这些胶联沉积物会影响过滤器过滤效果，甚至堵塞过滤器和地层；因此，季胺盐类杀菌剂不能在油田含聚污水中使用。目前大庆油田适用于油田含聚污水使用的杀菌剂只有BC-2001型杀菌剂。6.3杀菌剂药量偏低这类站在用的杀菌剂质量合格，但现场检测滤后水中细菌含量超标。分析原因主要是由于现场杀菌剂加药量偏低所造成的。建议这类站将杀菌剂的加药量提高到30mg/L35mg/L。6.4没有进行交替加药国内外油田长期使用杀菌剂的经验表明，系统中长时间投加一种杀菌剂后，会使细菌产生抗药性，从而逐渐适应这种类型的杀菌剂，结果将导致杀菌剂的用量会逐步上升，杀菌成本不断提高。因此在使用杀菌剂时，对同一系统应选用至少二种以上的不同类型杀菌剂进行交替投加，但由于油田大多数厂家生产的不同型号杀菌剂，均为同类药剂（即季胺盐类杀菌剂）等原因，导致现场无法实现不同种类药剂的交替投加。建议通过油田公司调控，实现不同杀菌剂交替使用。7.应用杀菌剂控制地面系统SRB的繁殖油田通过投加杀菌剂的方法控制SRB的滋生，减少硫化物的形成。我厂聚驱污水站采用交替投加BC-2001型聚驱杀菌剂的方法控制SRB的滋生，减少硫化物的形成，取得了明显的效果。 污水站名称 2801污 北十五污北十三污北十一污北十六污北十七污北三污北二一污投加杀菌剂前0.0 0.0 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.2 投加杀菌剂后0.0 0.3 0.5 2.5 4.8 8.7 15.5 24.4 从表中可以看出，投加杀菌剂前的污水站，硫化物10.5mg/L14.8mg/L，而采用交替方法投加杀菌剂后，污水站硫化物浓度一直处于较低的水平，最高值仅为0.3mg/L。投加杀菌剂控制系统内SRB的滋生，能够有效地预防硫化物的形成。8.结束语近年来，针对油田联合站系统中存在的一些问题，我们和联合站现场工作者通过不懈的努力，优选了多种新型化学药剂和处理方法，为保证油田高效开发提供了有力的技术支持。今后，随着油田开发形势的变化新的问题还将不断出现，因此联合站用化学剂的研究和应用方面还有很多工作需要我们去做。参考文献1易绍金 等