电解盐污水杀菌技术应用
油田注水中含多种微生物,其中重要物种有SRB(硫酸盐还原菌)、TGB(腐生菌)和FB(铁细菌),这些细菌在注水系统中大量滋生,导致设备腐蚀。按照中国石油天然气行业标准,注入水在注入注水井前必须进行杀菌处理,将SRB和TGB含量降低。OstrofffA.g在《Introductiontooilfieldwatertechnilogy》一文中指出:任何细菌对氯都没有免疫力。因此,将氯气应用到油田注水中进行杀菌是行之有效的方法。
利用电解食盐水产生氯气对水进行杀菌是成熟的技术。利用电解食盐水杀菌的原理,直接电解油田注水,产生的氯气溶于水中,发生反应生成次氯酸来抑制细菌的生长。电解盐杀菌运行中的化学反应方程式如下:
由上式可知,通过电解食盐水,直接将其中的Cl-还原成Cl2,而Cl2溶于水生成次氯酸(HClO),利用次氯酸的抑制细菌的性能达到杀菌的目的;另外,可根据油田注水水质状况,调节电压、电流来控制生成的Cl2量,以求达到最佳杀菌效果。
图1 电解盐杀菌装置工艺流程示意图
缺点:
氯气在常态下是黄绿色有刺激性气味的有毒气体,次氯酸有强烈刺激性气味,具有强氧化性,次氯酸对金属及非金属均有腐蚀作用。
反应生成的盐酸具有强腐蚀性,可与活泼金属反应,放出氢气,可与碱发生中和反应,放出大量的热。酸溶液对设备、管道的金属材质可产生强烈的腐蚀作用。
某联合站实际应用电解盐杀菌技术流程及化验数据见图1、表1和表2。
表1 ULD 型电解杀菌仪在** 联合站注水杀菌效果分析
表2 运行期间气体采样分析
检测结果表明:电解罐顶部存在少量的H2,无Cl2检出,膜分离器出口有定量H2排出,其它各部位均为有H2和Cl2检出。
在联合站实际应用中,设备产生的氯气溶于水中,生成浓度极低的盐酸,通过现场挂片实验,未发生腐蚀现象,因此,在该杀菌流程中,电解盐产生的副产品腐蚀危害可以忽略不计。氯气是杀菌设备电解时产生的主要物质,氯气的聚集和泄露逸出会对人员的健康造成危害,但是氯气的发生量不大,一个日注水量为2000m3的注水站,每天设备产生的氯气仅为1kg,且氯气在水中的溶解度为0.73g/100g水,大部分可溶解于水中,不会对人产生危害。
(1)常规成熟的杀菌技术采用氯气杀菌,其基本原理都是采用各种化学反应生成氯气,氯气溶于水生成次氯酸从而达到杀菌的最终目的。
(2)在油田中还经常采用二氧化氯发生器来进行杀菌,其原理为:
其转化率达到95%以上,二氧化氯可根据需求按控制系统调节和按比例投加,但是该盐酸具有一定的腐蚀性,对设备抗腐蚀要求较严格,在选用时需要做好防止盐酸腐蚀渗漏的安全防范,而电解盐杀菌装置在此方面要求较低,对设备的腐蚀性可以忽略不计。
(3)电解盐杀菌工艺流程简单,主要原料为工业用盐,成本低,运行费用低。
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