環(huán)保殺菌劑的開發(fā)與應(yīng)用研究

張永剛，武昆，史慶彬，李連客，滕陸洋，陳美彤

(1.大慶油田開普化工有限公司；2.大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠油田管理部；3.大慶油田第六采油廠試驗(yàn)大隊(duì)中心化驗(yàn)室；4.大慶油田昆侖集團(tuán)有限公司市場(chǎng)開發(fā)部，黑龍江 大慶 163000）

1 前言

油田系統(tǒng)中微生物的生長(zhǎng)、代謝和繁殖可造成鉆采設(shè)備、注水管線及其他金屬材料的腐蝕和損壞、管道和注水井的堵塞。隨著二、三次采油技術(shù)的應(yīng)用，為細(xì)菌在油田系統(tǒng)中的繁殖創(chuàng)造了有利條件，使得細(xì)菌腐蝕問題日益嚴(yán)重。殺菌劑是油田開發(fā)過程中污水處理和回注水質(zhì)量保證的重要化學(xué)劑，大慶油田年使用各類殺菌產(chǎn)品額度近9000萬元。但油田現(xiàn)場(chǎng)在用的殺菌劑普遍刺激性較強(qiáng)，且具有一定腐蝕性，在產(chǎn)品生產(chǎn)和使用過程中易造成灼手傷人事故及加藥設(shè)備腐蝕。因此，開發(fā)一種低毒、無刺激、無腐蝕性的環(huán)保殺菌劑具有重要意義。

2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

2.1 毒理性及腐蝕性

委托有資質(zhì)的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)環(huán)保殺菌劑的毒理性及腐蝕性進(jìn)行了檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。

表1 毒理性及腐蝕性第三方檢驗(yàn)結(jié)果

環(huán)保殺菌劑經(jīng)口及經(jīng)皮毒性、眼刺激性、皮膚刺激性均達(dá)到國標(biāo)低毒及無刺激性要求，且不會(huì)增加材質(zhì)的腐蝕。

2.2 最低抑菌濃度

測(cè)定了環(huán)保殺菌劑的加藥濃度對(duì)硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細(xì)菌殺菌率的影響，確定了環(huán)保殺菌劑的最低抑菌濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 最低抑菌濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

環(huán)保殺菌劑在加藥濃度為9mg/l時(shí)對(duì)硫酸鹽還原菌的殺菌率未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，加藥濃度提高至10mg/l以上，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。即環(huán)保殺菌劑室內(nèi)評(píng)價(jià)的合理加藥濃度為10mg/l。

2.3 起效時(shí)間和有效抑菌時(shí)間

投加10mg/l的環(huán)保殺菌劑，加藥后在殺菌處理0.3h、2h、4h、8h、24h、48h、120h后接種到細(xì)菌測(cè)試瓶中，確定了環(huán)保殺菌劑的起效時(shí)間和有效抑菌時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1。

圖1

從以上數(shù)據(jù)可以看出，環(huán)保殺菌劑作用4h后水體中的硫酸鹽還原菌殘余量被控制在25個(gè)/ml以內(nèi)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；投藥120h后，硫酸鹽還原菌仍被有效控制在2.5個(gè)/ml。環(huán)保殺菌劑的起效時(shí)間為4h，在4～120h內(nèi)可有效抑菌。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

大慶油田某污水處理站開展了為期30天的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在一次濾前加藥，考察了現(xiàn)場(chǎng)加藥濃度為30mg/l、20mg/l、10mg/l的現(xiàn)場(chǎng)加藥效果。加藥點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)示意圖，如圖2。

圖2

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖3～5所示。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間SRB變化

圖3 顯示的是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間硫酸鹽還原菌（SRB）殘余量變化趨勢(shì)?？梢钥闯?，投加環(huán)保殺菌劑前，二次濾后、注水罐出口水質(zhì)的SRB含量均在6000個(gè)/ml以上，大幅超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的≤25個(gè)/ml的要求。投加環(huán)保殺菌劑期間，加藥點(diǎn)之前的升壓罐出口水質(zhì)SRB在6000個(gè)/ml以上，投加30mg/l環(huán)保殺菌劑后，二次濾后、注水罐出口的SRB含量被有效控制在25個(gè)/ml以內(nèi)；加藥濃度降低至20mg/l時(shí)，二次濾后、注水罐出口的SRB較加藥點(diǎn)之前的升壓罐出口降幅均在95%以上，普遍在60～250個(gè)/ml之間波動(dòng)，但超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)；加藥濃度降低至10mg/l時(shí)，二次濾后、注水罐出口的SRB含量大幅反彈，達(dá)到2500個(gè)/ml以上，嚴(yán)重超標(biāo)。即，可使現(xiàn)場(chǎng)二次濾后、注水罐出口水質(zhì)SRB含量達(dá)標(biāo)的最低加藥濃度為30mg/l。

圖4 顯示的是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間腐生菌（TGB）殘余量變化趨勢(shì)。可以看出，投加環(huán)保殺菌劑前，升壓罐出口、二次濾后、注水罐出口水質(zhì)的TGB含量均為60000個(gè)/ml，大幅超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的<100個(gè)/ml的要求。投加環(huán)保殺菌劑期間，加藥點(diǎn)之前的升壓罐出口水質(zhì)SRB在6000～60000個(gè)/ml波動(dòng)，投加30mg/l環(huán)保殺菌劑后，二次濾后、注水罐出口的TGB含量被有效控制在60個(gè)/ml以內(nèi)；加藥濃度降低至20mg/l，二次濾后、注水罐出口的TGB仍被控制在60個(gè)/ml以內(nèi)；加藥濃度降低至10mg/l時(shí)，二次濾后、注水罐出口的TGB不受控，其含量隨升壓罐出口水質(zhì)TGB含量變化而變化，在600～50000個(gè)/ml波動(dòng)，嚴(yán)重超標(biāo)。即可使現(xiàn)場(chǎng)二次濾后、注水罐出口水質(zhì)TGB含量達(dá)標(biāo)的最低加藥濃度為20mg/l。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間TGB變化

圖5 顯示的是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間鐵細(xì)菌（FB）殘余量變化趨勢(shì)。可以看出，系統(tǒng)內(nèi)FB含量普遍較低，加藥點(diǎn)之間的升壓罐出口水質(zhì)FB含量在250～600個(gè)/ml波動(dòng)，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的<100個(gè)/ml的要求。投加10mg/l的環(huán)保殺菌劑后，F(xiàn)B含量降低至60個(gè)/ml以下，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。即使現(xiàn)場(chǎng)二次濾后、注水罐出口水質(zhì)FB含量全部達(dá)標(biāo)的環(huán)保殺菌劑最低加藥濃度為10mg/l。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間FB變化

綜上，使現(xiàn)場(chǎng)二次濾后、注水罐出口水質(zhì)SRB、TGB、FB含量全部達(dá)標(biāo)的環(huán)保殺菌劑最低加藥濃度為30mg/l。

4 試驗(yàn)結(jié)論

（1）環(huán)保殺菌劑最低抑菌濃度為10mg/l，起效時(shí)間為4h，在4～120h內(nèi)可有效抑菌；環(huán)保殺菌劑經(jīng)口及經(jīng)皮毒性、眼刺激性、皮膚刺激性均達(dá)到國標(biāo)低毒、無刺激性要求，且不會(huì)增加材質(zhì)的腐蝕。

（2）使現(xiàn)場(chǎng)二次濾后、注水罐出口水質(zhì)SRB、TGB、FB含量全部達(dá)標(biāo)的環(huán)保殺菌劑最低加藥濃度為30mg/l。