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油田回注水中微生物生长特性及ClO_2杀灭技术研究

作　者: 许瑜娜
导　师: 田禹
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 油田回注水硫酸盐还原菌铁细菌生长影响因子二氧化氯
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

在石油工业中,开采过程所需用水量非常巨大。在我国,大部分油田采用注水开发方式,这样既能够满足油田开发的需要,又可以杜绝含油污水外排给油田环境所造成的污染。然而由于油田回注水中存在着硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌等大量危害微生物,容易造成处理后水质不稳,且管道腐蚀、结垢现象严重。因此,研究油田回注水中微生物的生长特性及其防治措施极其重要。本文针对原工艺处理后出水的水质不稳现象进行水质分析、腐蚀产物和结垢产物分析,判断引起水质不稳的原因,并就油田回注水中较为常见且影响较大的硫酸盐还原菌和铁细菌的生长特性进行研究,破坏其生长条件,并对比了二氧化氯杀菌及紫外杀菌的特点,选择合适的杀菌方式,确定操作条件。通过以上手段,达到油田回注水中微生物防治的目的。针对原工艺处理后出水的水质不稳现象进行水质分析、腐蚀产物和结垢产物分析,判断引起水质不稳的原因。研究发现,水质不稳可能是由于硫酸盐还原菌、铁细菌和腐生菌等细菌存在引起的微生物腐蚀。研究了pH值、温度、COD、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cl-等对硫酸盐还原菌和铁细菌生长的影响。结果表明:当pH值在6.0～8.0之间,温度在30～40℃左右,Ca²⁺浓度在200～300mg/L,Fe²⁺浓度增大,且有Mg²⁺的存在时,对硫酸盐还原菌的生长较为有利,而COD对硫酸盐还原菌的生长总体上没有影响;当处于酸性环境,温度在30～35℃,COD达到350mg/L时,有利于铁细菌生长,Ca²⁺、Mg²⁺对铁细菌的生长具有促进作用,而过高的Fe³⁺不利于铁细菌的生长。而Cl-在100¹500mg/L范围内变化时,对硫酸盐还原菌和铁细菌的生长没有影响。针对油田回注水中突出的微生物问题,研究了其杀灭问题。结果表明,ClO₂是有效的杀菌剂,其杀菌效果优于紫外杀菌,在投加浓度0.5～1.0mg/L时,对硫酸盐还原菌和铁细菌的杀菌率即可满足要求,而当投加浓度达到5mg/L时,瞬时杀菌率基本达到100%。pH值对ClO₂的杀菌效果几乎没有影响,在pH值为6～11范围内都达到了95%以上的灭菌率。温度越高,杀菌效果越好,在实际应用中,可以不用提高杀菌温度即可达到较好的杀菌效果。反应时间越长,杀菌率越高,本试验中,反应10min后,细菌指标均可达到注水标准的要求。通过以上手段,解决了原工艺处理后水质不稳、管道腐蚀、结垢现象严重的问题,达到油田回注水中微生物防治的目的。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-20
  1.1 课题背景  9-12
    1.1.1 油田采出水的特点  9-11
    1.1.2 油田采出水对注水系统的不利影响  11
    1.1.3 处理后的油田采出水对注水系统的有利影响  11-12
  1.2 油田回注水中微生物引起的危害  12-14
    1.2.1 硫酸盐还原菌引起的危害  12-13
    1.2.2 铁细菌引起的危害  13-14
    1.2.3 腐生菌引起的危害  14
  1.3 控制微生物腐蚀的主要措施  14-18
    1.3.1 常见的杀菌剂  15-17
    1.3.2 防腐管材及涂料  17-18
  1.4 本课题研究的意义及内容  18-20
    1.4.1 课题来源  18
    1.4.2 研究意义  18-19
    1.4.3 主要研究内容  19-20
第2章试验材料与研究方法  20-26
  2.1 仪器与试剂  20-21
    2.1.1 仪器  20
    2.1.2 试剂  20-21
  2.2 ClO_2 浓度的测定方法  21-23
  2.3 硫酸盐还原菌及铁细菌的测定方法  23-25
    2.3.1 硫酸盐还原菌的测定方法  23-24
    2.3.2 铁细菌的测定方法  24-25
  2.4 生长影响因子调节方法  25-26
    2.4.1 pH 值调节方法  25
    2.4.2 温度调节方法  25
    2.4.3 COD 调节方法  25
    2.4.4 Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(2+)、Fe~(3+)、Cl~-离子调节方法  25-26
第3章水质分析、腐蚀产物和结垢产物分析  26-42
  3.1 主要水质指标分析  26-39
    3.1.1 感官性状指标  26-28
    3.1.2 一般物化指标  28-35
    3.1.3 微生物指标  35-38
    3.1.4 其它指标  38-39
  3.2 腐蚀产物和结垢产物分析  39-41
  3.3 本章小结  41-42
第4章硫酸盐还原菌及铁细菌的生长影响因子分析  42-54
  4.1 pH 值对硫酸盐还原菌及铁细菌生长的影响  42-44
  4.2 温度对硫酸盐还原菌及铁细菌生长的影响  44-45
  4.3 COD 对硫酸盐还原菌及铁细菌生长的影响  45-47
  4.4 Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(3+)、Fe~(2+)、Cl~-对硫酸盐还原菌及铁细菌生长的影响  47-53
    4.4.1 Ca~(2+)对硫酸盐还原菌及铁细菌生长的影响  47-49
    4.4.2 Mg~(2+)对硫酸盐还原菌及铁细菌生长的影响  49-50
    4.4.3 Fe~(2+)对硫酸盐还原菌生长的影响  50-51
    4.4.4 Fe~(3+)对铁细菌生长的影响  51
    4.4.5 Cl~-对硫酸盐还原菌及铁细菌生长的影响  51-53
  4.5 本章小结  53-54
第5章 ClO_2对硫酸盐还原菌及铁细菌杀灭效果研究  54-66
  5.1 ClO_2 投加浓度对硫酸盐还原菌和铁细菌的杀灭效果研究  54-56
  5.2 pH 值对硫酸盐还原菌和铁细菌的杀灭效果研究  56-58
  5.3 温度对硫酸盐还原菌和铁细菌的杀灭效果研究  58-61
  5.4 反应时间对硫酸盐还原菌和铁细菌的杀灭效果研究  61-63
  5.5 杀菌持续时间对硫酸盐还原菌和铁细菌杀灭效果的研究  63-65
  5.6 本章小结  65-66
结论  66-68
参考文献  68-73
攻读学位期间发表的学术论文  73-75
致谢  75

油田回注水中微生物生长特性及ClO_2杀灭技术研究

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