油田采出水的杀菌技术研究

论文摘要

在油田采出水中存在大量的微生物,如硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌以及其它微生物,它们在生长、代谢、繁殖过程中,不仅能够引起钻采设备及其它金属材料的严重腐蚀,更给污水的处理和再利用增加了难度。为此,寻求一种适宜的杀菌技术来满足油田生产的实际需求势在必行。实验以油田污水中的上述三种细菌为主要研究对象,采用细菌培养瓶法和试管稀释法对三种细菌进行了培养和计数。并用电化学和臭氧化两种杀菌方法进行杀菌研究,运用正交实验及单因素验证对电化学杀菌和臭氧杀菌工艺进行了优化,并且对两种杀菌方法的优缺点进行了对比评价。表明电解杀菌具有杀菌效果好、稳定性好、投资少等优点,可以广泛地用于油田污水杀菌处理。电化学杀菌实验中以Ti/RuO2作阳极、Ti作阴极,主要考察了电解时间、电流密度、极板间距、pH值、电源类型等因素对杀菌效果的影响。结果表明在最佳工艺条件下,即在电流电密度为30mA/cm2、pH值为5.0、极间距为3.0cm、采用直流电源,电解油田采出水10min后SRB、FB、TGB的杀菌率分别为100%、99.95%、99.91%,处理后的油田采出水中三种细菌的含量均能满足SY/T5329-94推荐的A级回注标准,COD和BOD的去除率分别为58%、37.5%。通过电化学杀菌机理的实验研究表明,电化学杀菌主要由电场和活性氯共同作用。电场对于细菌的杀灭作用仅停留在存在电场的时候,而且杀菌率不高,一般难以满足水体的杀菌要求。而活性氯的杀菌需要时间,当氯离子初始浓度为3100mg/L电解2min后静置10min,杀菌率可达到99.6%。臭氧杀菌实验主要考察了臭氧投加量、接触反应时间、pH值等因素对杀菌效果的影响。结果表明在最佳工艺条件下,即在臭氧投加量为105mg/h、pH值为6.0、臭氧接触时间为30min时油田采出水中SRB、FB、TGB的杀菌率分别为99.09%、98.95%、98.10%。从电化学杀菌与臭氧杀菌的比较上来看,电化学杀菌所需时间短、能耗低,并且电解过程中产生的强氧化物质在停止电解后的一段时间内仍具有杀菌功效,可抑制细菌的再生长。所以,电化学杀菌比臭氧化杀菌更适宜油田污水的杀菌处理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 微生物腐蚀
• 1.2 油田水系统中的微生物腐蚀
• 1.2.1 油田水系统中微生物类型
• 1.2.2 微生物腐蚀类型
• 1.2.3 油层损害和设备管线腐蚀问题
• 1.3 杀菌技术分类
• 1.4 各种杀菌方法的原理及应用
• 1.5 电化学杀菌的研究现状
• 1.5.1 电化学杀菌国外研究现状
• 1.5.2 电化学杀菌国内研究现状
• 1.5.3 电化学杀菌在油田污水处理中的应用
• 1.6 电化学杀菌技术的特征
• 1.7 臭氧的发现与发展
• 1.8 臭氧的理化特性
• 1.9 臭氧灭菌机理
• 1.10 臭氧的应用技术
• 1.10.1 臭氧在水处理中的应用
• 1.10.2 臭氧在化学氧化中的应用
• 1.10.3 臭氧在食品行业的应用
• 1.10.4 臭氧在医疗卫生领域的应用
• 1.11 臭氧杀菌的技术特征
• 1.11.1 臭氧杀菌的优点
• 1.11.2 臭氧的毒性
• 1.11.3 臭氧灭菌与传统方法灭菌的比较
• 1.11.4 臭氧杀菌效果
• 1.12 论文研究的主要内容
• 第二章 培养基制备及细菌瓶制作
• 2.1 实验仪器与药品
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 所用玻璃器皿
• 2.1.3 其它实验器具
• 2.1.4 实验主要试剂
• 2.2 培养基制备
• 2.2.1 无菌操作箱的设计与制作
• 2.2.2 玻璃器皿的准备
• 2.2.3 培养基的制备及灭菌
• 2.3 细菌瓶的制作
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 最大可能计数法测定细菌的数目
• 2.4.2 COD 的测定分析
• 5 的测定分析'>2.4.3 BOD₅的测定分析
• 2.4.4 臭氧浓度的测定分析
• 2.4.5 有效氯浓度测定
• 第三章 电化学杀菌实验及分析讨论
• 3.1 水样的采集
• 3.2 水样电解
• 3.3 水样的稀释和接种
• 3.4 正交实验设计
• 3.4.1 影响因素的选取
• 3.4.2 正交实验表设计
• 3.4.3 细菌计数
• 3.5 单因素验证
• 3.5.1 电解时间的验证
• 3.5.2 电流密度的验证
• 3.5.3 极板间距的验证
• 3.5.4 pH 值的验证
• 3.5.5 电源类型的验证
• 3.7 最优工艺研究
• 第四章 电化学杀菌机理研究
• 4.1 电化学杀菌机理
• 4.2 杀菌机理实验
• 4.3 电化学杀菌与次氯酸钠杀菌对比
• 第五章 臭氧化杀菌实验及分析讨论
• 5.1 臭氧的产生方法
• 5.2 臭氧杀菌正交实验设计
• 5.2.1 臭氧杀菌实验装置
• 5.2.2 影响杀菌作用的因素
• 5.2.3 正交试验设计及结果
• 5.3 细菌计数
• 5.4 单因素验证
• 5.4.1 臭氧投加量对杀菌率的影响
• 5.4.2 接触反应时间对杀菌效果的影响
• 5.4.3 pH 值对杀菌效果的影响
• 5.5 臭氧杀菌的最佳工艺
• 5.6 电化学杀菌与臭氧杀菌的比较
• 5.6.1 杀菌效果与能耗对比
• 5.6.2 其它杀菌指标对比
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 详细摘要