摘要:在室內考察了由市售雙組分“復方消毒劑”配成、質量濃度800mg/L的穩定溶液態CLO2作為油田回注污水殺菌劑的各項性能。加劑量為5mg/L時可殺滅污水中全部SRB菌和TgB菌;加劑量為5～18mg/L時可將75.1%～96.5%的Fe2+(34.5mg/L)轉化為Fe3+；CLO2使污水腐蝕速率略有增大，但即使加劑量為20mg/L，也不會超過允許值(≤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的胡二污水站進行了為期1個月的CLO2應用試驗。該站采用石灰乳—聚丙烯酰胺—穩定劑處理工藝，處理后水pH值為8.5，在試驗后期降至7.5。“復方消毒劑”兩組分分別泵輸至混合管線內反應，產生高濃度高活性CLO2并注入污水處理系統，加劑量逐步降低，在最后10天維持3mg/L。濾后水SRB菌數降至0，TgB菌數降至101個/mL，水質其余指標保持良好，一些指標有改善。
油田污水處理中控制細菌生長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、含硫化合物及其復配物、酮類等。非氧化型殺菌劑作用時間緩慢，細菌易產生抗藥性。中原油田回注污水水質改性后，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。目前現場使用的殺菌劑品種單一，以1227為主，細菌已產生了不同程度的抗藥性。強氧化劑CLO2具有用量少、作用快、殺菌效果好、適用pH值范圍廣等優點，過去由于現場配制安全性差、產率低等原因一直未廣泛應用。近年來人們對CLO2的認識不斷加深，對CLO2發生器的研究不斷深入，其應用越來越受到重視。在冷卻水處理和飲用水消毒方面都成功應用，在油田壓裂、酸化解堵及管線清洗中應用效果也很好。由于油田污水的水質特點及處理過程的復雜性，CLO2在油田污水處理中的應用受到一定限制。我們在室內對CLO2在油田污水處理中的應用效果進行了考察，并在中原油田胡二污水處理站進行了現場試驗。
1 室內實驗研究
1.1 CLO2的配制
CLO2由A劑、B劑混合反應制成，溶液中有效CLO2質量濃度為800mg/L，現配現用。A劑、B劑為北京必潔仕公司生產的復方消毒劑(高氧化態純二氧化氯)的兩個組分。
1.2 殺菌效果
取胡二污水處理站現場污水，將pH值調到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推薦指標及分析方法》的規定測定菌數。測定結果見表1。
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由實驗結果看，CLO2在濃度為5mg/L時即可殺滅SRB、TgB，在低濃度下就具有良好的殺菌性能。CLO2可強烈吸附在細胞壁上并穿透細胞壁，氧化細胞體內的酶，使細胞蛋白質的氨基酸氧化分解、肽鍵斷裂而導致細菌死亡。還原性物質可與CLO2反應，當污水中這類物質含量較高時，CLO2的投加量可適當提高。
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定總鐵和亞鐵離子濃度，所用儀器為上海產721型分光光度計。測定結果列于表2。
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1.4 腐蝕性CLO2具有強氧化性，使用時是否對設備造成腐蝕是大家所關注的問題。采用室內靜態掛片法測定腐蝕速率，掛片材質為A3鋼，掛片時間14天，實驗溫度45℃。測定結果列于表3。
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可以看到，腐蝕速率隨著CLO2濃度的增加而上升，但均未超過行業標準0.076mm/A。CLO2的現場使用濃度一般小于20mg/L，所以對管線及設備的腐蝕可不予考慮。
1.5 配伍性
將CLO2溶液與現場污水處理藥劑按使用濃度混合，搖勻靜置，溶液清，無渾濁，說明CLO2與各種藥劑配伍性好。
2 現場試驗
在中原油田胡二污水處理站進行了為期1個的CLO2現場應用試驗，對加藥工藝進行了探索。
2.1 胡二污水處理站基本情況
胡二污水處理站設計處理量8000m3/d，現理量5000～6000m3/d。站內地面管線為玻璃管線，污水處理流程見圖1。
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2.2 加藥工藝
2.2.1 CLO2發生A、B兩種藥劑分別盛于貯罐內，用耐蝕泵按比例同時輸至混合管線內進行催化反應，產生高濃度高活性的CLO2。該裝置小巧、精致、簡單、易操作，較一般CLO2發生器投資小、效率高。
2.2.2 加藥點設備在緩沖罐出口處焊接玻璃鋼法蘭，從CLO2發生裝置至加藥部位用pVC管線連接。加藥部位設在濾后殺菌效果較好，但考慮到站內管線較長時間未清洗，注入CLO2可能將管壁上的軟垢剝離下來，為不影響注水生產，將加藥部位設在緩沖罐后，使剝離物可經沉降和過濾除去。
2.2.3 加藥方案在1個月試驗期間采用沖擊式與連續式相結合的方式投加CLO2。第1天按10mg/L(以有效CLO2計，下同)的加藥量連續24小時泵入CLO2溶液，間隔6天后按8mg/L的加藥量再次連續24小時泵入CLO2溶液，再間隔6天后轉入連續加藥方式，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的加藥量連續投加10天后結束試驗。
2.3 試驗效果分析
在試驗期間每隔2～3天從流程不同部位取污水樣共11份，分析測定污水中細菌數沿程變化，結果列于表4。另外，測定了另外3份濾后水樣的其他水質指標，結果列于表5。
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從表4、表5數據可以看出，站內及站外污水中細菌都得到有效控制，其他水質指標則未受到太大影響。在試驗初期由于CLO2的剝泥清淤作用，站內管線及設備較長時間未清洗，濾膜系數mF值曾有所降低，水質發生波動，投加一段時間后，水質逐漸趨于平穩。因此，在投加CLO2殺菌劑前最好將整個污水處理系統進行徹底清洗。
參考文獻:
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