二氧化氯发生器在石油石化水处理系统中的应用

1二氧化氯发生器在石油石化水处理系统中的应用张盛军，田洪印，章艺，张大钰，王永芳，金显旺（山东山大华特科技股份有限公司环保分公司，山东济南，250101）【摘要】对二氧化氯发生器在石油石化系统的油田回注水、生活饮用水、工业循环水的应用案例进行了分析，通过二氧化氯在上述领域的应用验证效果，表明二氧化氯发生器在石油石化水处理系统会有广泛的应用前景。【关键词】石油石化；二氧化氯发生器；消毒；杀菌灭藻ApplicationofchlorinedioxidegeneratorsinpetroleumandpetrifactionwatertreatmentZhangShengjun,WangYongfang(ShandongshandawitscienceandtechnologyCo.,LTD.EPCompany,ShandongJinan250101,China)Abstract:Toanalysistheapplicationcaseofchlorinedioxidegeneratorinoilfieldrecirculatedwater,drinkingwater,industrialcirculatingwater,andToverifytheuseeffect,theresultsshowthatchlorinedioxidegeneratorswillhavebroadapplicationprospectinpetroleumandpetrifactionwatertreatmentsystem.Keywords：petroleumandpetrochemical;Chlorinedioxidegenerator;Disinfection;Sterilization0引言石油石化企业是一个非常庞大的系统，涉及石油的开采、炼化、重整和合成等领域。这个系统的生产运转需要大量水资源的支撑，包括厂区生活用水、循环冷却水、生产工艺用水、污水处理等，整个系统每时每刻都需要新鲜水资源的补给和产生大量生活、生产废水，那么保障这些生产和生活用水的安全有效供应和污水的达标排放，如何处理就显得非常重要。山大华特是国内二氧化氯发生器的生产企业，通过多年对水处理领域的研究与应用推广，产品在饮用水、循环水、中水、污水等领域有近5000家用户，在石油石化行业也有较多的业绩，本文主要是对二氧化氯在石油石化领域的油田注水杀菌、饮用水消毒、循环水处理的应用案例进行分析。1油田回注水的应用分析在油田采油过程中，往往伴随着大量的采出水，为节约资源、保护环境，这些水经除油、脱盐、灭菌等工艺处理后再注回井内，原油和井水中存在大量的硫酸盐还原菌、铁细菌等菌类，为控制对管线的腐蚀，需要进行杀菌处理。2华特二氧化氯发生器在中原油田的应用取得了较好的效果，下面将以此作为案例进行分析研究。中原油田某注水站的来水水质数据为：腐生菌数为104-106个/ml；硫酸盐还原菌数为103-105个/ml；铁细菌数为104-106个/ml。油田注水的标准要求腐生菌数为＜100个/ml，硫酸盐还原菌数为＜10个/ml，铁细菌数为＜25个/ml，腐蚀率＜0.076mm/a。表1.投加二氧化氯前后数据比较Tab.1Datacomparisonofbeforeandafterdosingchlorinedioxide指标采样检测数据余氯(mg/l)出水0.10～0.200.21～0.260.27～0.310.32～0.43腐生菌(个/ml)出水2.5～6×105100～70005～101～5硫酸盐还原菌(个/ml)出水2.5～6×10325～6003～51～3铁细菌(个/ml)出水2～2.5×10550～250002～51～5二价铁mg/L来水0.4～0.60.4～0.60.4～0.60.4～0.6出水0.3～0.40.2～0.30.1～0.20.1硫化物mg/L来水2～32～32～32～3出水0～0.50～0.500腐蚀率(mm/a)出水0.045～0.0460.049～0.0500.049～0.0580.058～0.059从表1可以看出，油水分离后进入水处理系统的来水中三种细菌含量一直高达104-106个/ml，加药后余氯控制在0.2mg/l以下时，出水中的细菌不能达到标准，余氯控制在0.2-0.26mg/l时，系统中仍有少量细菌，当余氯含量控制在0.27mg/l以上，系统中细菌含量小于10个/ml，可以有效地减少水中还原性物质的含量，其中硫化物基本可以全部去除，而在油田注水中，硫化物是造成管道腐蚀的一个非常重要的因素。采用静态挂片法，对过滤罐后出水的腐蚀率进行了检测，其腐蚀率介于0.04-0.06mm/a之间，小于回注水标准0.076mm/a，这说明采用ClO2用于回注水处理控制余氯指标0.25-0.35mg/l，腐蚀率可控制在一定范围内，回注水可达到标准要求。2生活饮用水的应用分析在饮用水领域，二氧化氯具有对微生物的灭活范围广、灭活能力强，消毒过程中受pH值、有机物的影响较小，消毒后有机副产物少、有害副作用小等特性，所以受到越来越多的用户的青睐[1]。作为二氧化氯的制备装置的二氧化氯发生器用户要求操作维护方便，控制精确，运行稳定。中石化某化纤厂于2010年采购华特牌二氧化氯发生器3台，用于该厂区饮用水消毒处理。在运行初期，对设备进行了杀菌效果和运行成本的考核，介绍如下：2.1杀菌效果验证3分别对未消毒的来水、经过消毒的生活水和管网末梢水进行了余二氧化氯、余氯、细菌总数及总大肠菌群数进行检测：未消毒水细菌总数：20-40CFU/L，总大肠菌群20-300个/L。表2.投加二氧化氯前后数据比较（有效氯投加浓度为3.0mg/L）Tab.2Datacomparisonofbeforeandafterdosingchlorinedioxide(3.0mg/L)日期时间出厂水管网末梢水余二氧化氯mg/L细菌总数CFU/L总大肠菌群个/L余二氧化氯mg/L细菌总数CFU/L总大肠菌群个/L11.178:000.240未检出0.090未检出14:000.140未检出0.140未检出11.188:000.150未检出0.050未检出14:000.120未检出0.070未检出11.198:000.210未检出0.080未检出14:000.170未检出0.070未检出通过表1数据的对比和分析，可以得到如下结论：1)在有效氯投加浓度为3.0mg/L时，出厂水余二氧化氯浓度保持在0.12-0.24mg/L之间，余氯值在0.15-0.40mg/L之间，细菌总数及大肠菌群均未检出。管网末梢水余二氧化氯浓度在0.09-0.14mg/L之间，余氯在0.05-0.10mg/L，细菌总数、大肠菌群均未检出。2)由于每天上午、下午的用水总量有一定变化，在同样有效氯投加浓度下，余二氧化氯和余氯值也有所差异。2.2物料消耗考核考核期间物料消耗情况见附表3。表3.物料消耗表Tab.3Materialconsumptiontable项目考核期间总有效氯制取量(Kg)氯酸钠消耗(Kg)氯酸钠单耗(g/g)盐酸消耗(Kg)盐酸单耗(g/g)净水1521000.662551.68结果计算，净水部分氯酸钠消耗为0.66g/g有效氯，盐酸消耗为1.68g/g有效氯，按市场价氯酸钠40000元/吨、盐酸900元/吨计算，则生产1g有效氯的原料成本约为0.0042元，吨水处理费用约0.013元。2.3小结给水二氧化氯消毒装置通过72小时的考核验证，用户认可该设备操作简便，具有连锁保护功能及设施，设备运行稳定，物料消耗属于正常水平，满足消毒工艺要求，达到饮用水4标准要求。3循环水系统的应用分析在循环冷却水系统中，冷却水不断循环，由于水温升高，水流速度的变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，以及环境多种因素会产生沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生，威胁或破坏安全生产，腐蚀、污垢和微生物问题是循环冷却水处理工作的三个核心问题，三者中微生物控制尤其需要重视[2]。下面对二氧化氯发生器在某石化单位循环水中的应用案例进行分析探讨。某石化单位循环水系统保有水量为8000t，为更好的改善水质，保证设备的正常运行，采用二氧化氯发生器对其循环水进行杀菌灭藻处理。在设备调试期间，该厂进行了为期7天的杀菌灭藻试验，数据如下：表4.采用二氧化氯杀菌灭藻期间各种菌及生物粘泥的检测数据Tab.4DataofapplicationinChlorinedioxidetowatercirculatingsystem序号投加浓度mg/L异养菌硫酸盐还原菌生物粘泥mL/m3异养菌mL-1杀菌率%硫酸盐还原菌mL-1杀菌率%008.5×105-3.4×103--13.02.1×10497.533.3×10290.292422.51.8×10497.883.6×10289.412132.01.2×10498.592.0×10294.121741.58.3×10399.028.9×1097.381251.51.6×10498.121.9×10294.41861.01.4×10498.356.7×1098.03970.81.5×10498.249.4×1097.249从表4可以看出，投加二氧化氯（0.8-3.0mg/L）后，系统中异养菌、硫酸盐还原菌的含量迅速降低，其杀菌率均分别在97％、89％以上；凉水塔壁上藻类物质发生卷曲，颜色变浅，逐渐减少，最后大片死亡；二氧化氯杀灭藻类的能力较强，并能较好地控制微生物粘泥，具有较好的剥离和抑制作用。4结论二氧化氯作为一种国际公认的新一代安全、高效、广谱的强力杀菌消毒剂，对水体中的细菌、病毒和藻类有良好的杀灭效果，其氧化能力是液氯的3-5倍，杀菌效果不受pH值限制，长期使用不会使微生物产生抗药性能。二氧化氯发生器在现场制备二氧化氯，可广泛用于饮用水、循环水、污水回用等水处理工艺流程中，具有强烈的杀菌、消除粘泥、降低还原性物质含量的作用。近年来技术的发展及自动化控制水平的提升，可以做到二氧化氯产率高，设备加药范围宽，自动化程度高、性能安全可靠，安装操作和设备维护简便，能源消耗低、5运行成本低、处理效率高及人工劳动强度小等特点，在石油石化系统的油田注水、生活饮用水、工业循环水等众多领域会有更加广泛的应用。【参考文献】1、张金松，尤作亮，孙昕，等.饮用水二氧化氯净化技术.北京：化学工业出版社.2003.2、杜琳琳.浅析二氧化氯在循环水系统的应用.工业水处理技术（13）.2010.9.459-461