張成鑫（大慶油田有限責任公司第五采油廠）

隨著開發(fā)的深入，油田對注入水質的要求越來越高。回注水中的細菌（硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細菌）是影響注入水質的重要因素，尤其是硫酸鹽還原菌，不僅對污水管道及處理設備產生腐蝕，增加污水處理難度，而且會造成地層堵塞等危害[1]。由于化學殺菌運行成本高，長期投藥會產生抗藥性，為了探索經濟有效的殺菌方式，大慶油田自2002年開始大范圍推廣應用高效物理殺菌技術。

1 建設現狀

截至2013年4月，大慶油田已建污水處理站205座，163座站采用了物理殺菌方式，共應用各類物理殺菌裝置589套，其中紫外線殺菌裝置278套，主要應用于水驅、含聚污水站；多相催化氧化裝置271套，主要應用于含聚污水站；變頻電脈沖殺菌40套。具體統(tǒng)計見表1。

表1 大慶油田物理殺菌裝置統(tǒng)計

2 技術原理

大慶油田目前在用的物理殺菌方式有三種：紫外線殺菌、多相催化氧化殺菌（LEMUP）、變頻電脈沖殺菌。紫外線殺菌裝置、多相催化氧化殺菌裝置對進口水質有一定要求，變頻電脈沖殺菌裝置對進口水質沒有要求，可在污水處理各環(huán)節(jié)使用。其原理及適用范圍見表2。

3 應用情況

現場應用情況表明，物理殺菌方法是有效的，可以明顯減少污水中細菌數量，但是單純采用物理殺菌方式難以達到指標要求，各廠目前多采用物理加化學聯合殺菌方式。

從各廠反映三種殺菌裝置的殺菌效果上看，多相催化氧化殺菌效果最好，其次為紫外線裝置，變頻電脈沖相對最低，適宜作為輔助殺菌裝置。根據2012年公司檢測硫酸鹽還原菌達標情況，各廠合格率在90.5%～100%之間。

4 存在的問題

從各廠反映的情況來看，物理殺菌裝置雖然總體上能夠達到設計殺菌效果，但是在運行中主要存在著故障率高、維護費用高、結構不合理等幾方面的問題。

4.1 殺菌裝置故障率較高，廠家維修不及時，運行時率低

紫外線及多相催化氧化裝置經常產生燈管燒毀、石英套管滲漏、鎮(zhèn)流器運行不穩(wěn)定等問題，故障率較高，而《油田水處理用物理殺菌設備運行操作規(guī)程》（Q/SYDQ1182—2008）規(guī)定，殺菌裝置非專業(yè)人員嚴禁拆卸及維修安裝，崗位工人無法維護安裝，發(fā)生故障后廠家維修及時率難以保證，部分組件不能及時更換，導致運行時率較低，目前運行比例為77.6%。具體見表3。

表2 物理殺菌裝置原理及適用范圍

表3 物理殺菌裝置組件損壞臺次情況統(tǒng)計

4.2 紫外線殺菌效果不具有全程性，井口硫酸鹽還原菌數量上升

紫外線的穿透力不強，殺菌作用只限于物體表面，難以將密閉系統(tǒng)中水流不快處和死水區(qū)（如流速低的管線、沖洗罐、儲罐以及設備、管線內壁粘泥等密閉部位）的細菌徹底殺死，導致污水離開紫外殺菌裝置所能輻射的范圍時，細菌會大量繁殖，數量又逐步上升。

例如采油八廠永一聯，紫外線殺菌裝置對硫酸鹽還原菌的殺菌率達到95%以上，裝置出口水質滿足注入水質要求，但在外輸點便監(jiān)測到細菌數量有所回升。

4.3 維護維修費用較高，殺菌裝置配件超期使用

根據《油田水處理用物理殺菌設備運行操作規(guī)程》規(guī)定，紫外線殺菌裝置燈管運行12 000 h、鎮(zhèn)流器運行20 000 h后應進行更換；多相催化氧化殺菌裝置燈管運行10 000 h和鎮(zhèn)流器運行20 000 h、等離子電極運行9000 h、光催化電極運行18 000 h后應進行更換，超期運行，光強下降至85%以下，嚴重影響殺菌效果。同時，在實際生產運行過程中，燈管損耗量較大，套管、鎮(zhèn)流器、電極等配件也易損壞。

按規(guī)定使用壽命計算（不損壞的前提下），紫外線單臺年維護費用7萬元左右，多相催化氧化殺菌裝置維護費用17.1萬元左右，維護費用較高，按期更換難度較大。

4.4 紫外線殺菌裝置結構不合理

采油八廠部分紫外線殺菌裝置結構采用“下進上出”的安裝方式（圖1），濾料、砂粒等進入殺菌裝置后，會沉積在殺菌裝置腔體內，清洗時研磨易打碎套管。

圖1 紫外線殺菌裝置進出水工藝

5 措施及建議

5.1 加強管理，規(guī)范維修隊伍，加大定期維護力度

1）規(guī)范設備廠家，加強維修隊伍配備，定期對裝置進行檢查，做到問題及時發(fā)現，及時維修，保證殺菌效果。

2）對操作人員進行物理殺菌裝置相關的培訓，取得操作資格，在日常維護（例如燈管清洗、更換）方面提高及時率。

3）二廠建議增加物理殺菌裝置中石英管支架、燈管拉桿、反沖洗氣泵等配件的物資代碼，方便采購。

5.2 物理殺菌與化學加藥相結合，保證井口水質達標

針對物理殺菌裝置持續(xù)抑菌能力較差，單獨使用無法使處理后污水及注水井井口水質達標的問題，建議選取不同位置連續(xù)投加殺菌劑，抑制下游深度污水站、注水站、注水井細菌的繁殖。例如采油六廠在深度污水處理站采用以物理殺菌技術為主、化學殺菌技術為輔的殺菌模式，普通污水處理站采用物理殺菌技術與化學殺菌技術聯合使用的殺菌模式，實現殺菌系統(tǒng)低耗高效運行，確保井口處水質達標。

5.3 設立殺菌裝置專項維修資金

由于物理殺菌裝置生產維護費用較高，建議公司加大殺菌裝置維護資金投入力度，參考陰極保護、變頻等裝置的維護模式，設立專項維修資金，確定專業(yè)的維修隊伍，確保到期和損壞的燈管、鎮(zhèn)流器、電極等配件能夠得到及時更換，提高物理殺菌裝置的殺菌效果。

5.4 改造不合理工藝，保證裝置安全穩(wěn)定運行

針對紫外線殺菌裝置安裝工藝不合理的問題，對殺菌裝置工藝進行改造，以保證系統(tǒng)平穩(wěn)運行。2012年八廠已對10套殺菌裝置的進出口安裝工藝進行改造，為防止濾料、砂粒等進入殺菌裝置打碎燈管，將裝置進出水改為“下進下出”的工藝連接形式，并在進水前加裝篩網，有效去除來水攜帶砂粒等，保證了裝置安全穩(wěn)定運行。

圖2 紫外線殺菌裝置進出水工藝改造

5.5 加大科研攻關力度，解決生化站殺菌問題

針對多相催化氧化殺菌裝置在生化站應用中存在的問題，建議加大科研攻關力度，采用先進實用的殺菌處理工藝，確保前端來水經殺菌處理后達到油田回注水的要求。

[1]胡雪濱.油田污油處理技術研究與應用[J].河南石油,2005,19（6）:78-80.