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摘 要：油田注水系统中细菌的生长与繁殖对注水系统以及注水水质有着严重的影响。本文首先介绍了细菌的种类及危害，接着介绍了细菌的处理技术，最后对油田污水中的细菌的处理技术做了展望。
一、前言
油田污水主要是指原油脱水、钻井污水及采油站内其它类型的含油污水相互混合一类综合性废水。油田污水中的污染物种类较多，水质较为复杂，尤其是存在多种厌氧与好氧细菌且含量高，如硫酸盐还原菌（SRB）、铁细菌（FB）、腐生菌（TGB）、硫细菌、酵母菌等。硫酸盐还原菌（SRB）、铁细菌（FB）、腐生菌（TGB）数量多，危害大。这些细菌在地下或设备中缺氧环境下大量繁殖，SRB 产生的代谢产物具有较强的腐蚀性，可引起钻采设备、注水管线及其它金属材料严重腐蚀，而腐蚀产物（如硫化亚铁和氢氧化亚铁）易与水中成垢离子反应生成污垢，造成管道堵塞和储层伤害。TGB 与FB 能分泌大量粘性物质，附着在管道内壁上易形成铁质结瘤，堵塞管道，引起注水压力增大，注水量减小，原油产量与质量下降，严重时会造成重大事故。所以油田污水必须经过杀菌处理，有效地控制细菌生长与繁殖，以避免细菌对管道及相关设备的危害，对油田生产具有相当重要的实际意义。
二、油田污水细菌种类及危害
在自然界中，细菌的种类多、分布广，因此，细菌属于微生物的一大类群。在油田污水的处理过程中，污水的环境和温度均有益于细菌的繁殖和生长。但是，大量菌类的繁殖和生长有会导致注水设备、注水管线的阻塞和腐蚀，同时，代谢产物、菌体以及腐蚀产物还有可能使地层的渗透率降低，阻塞地层，增加注水的压力，对于油田的开发极其不利。腐生菌（TGB）、铁细菌（FB）以及硫酸盐还原菌（SRB）是油田污水中危害最大的三种细菌，这三种细菌之间又存在内在的联系，一方面，腐生菌和铁细菌属于好氧细菌，消耗了水中溶解的氧气，给油田污水中的厌氧菌-硫酸盐还原菌提供了无氧的条件，从而使硫酸盐还原菌能快速的繁殖；另一方面，铁细菌释放出来的能量又能够将二氧化碳和水同化成为有机物，该有机物可以供给其它种类的细菌生长繁殖用，因此，腐生菌、铁细菌以及硫酸盐还原菌能够在油田污水中繁殖和生长发育。
三、细菌主要的处理技术
1.投加化学杀菌剂
向油田污水中投加化学药剂，在药剂溶解和扩散过程中杀死水中的硫酸盐还原菌、腐生菌等微生物，达到抑制微生物生长、繁殖的目的。这种方法能够有效地穿透细胞结构，使细胞酶快速失活，具有操作方式简便、经济、见效快的特点。目前，大部分油田污水细菌处理技术均采用化学杀菌剂直接投加，最为常用的是季胺盐类杀菌剂。化学性质稳定、毒性较低、无积累性以及对菌类有较强的杀菌效果和剥离效果。但是长期使用也容易使微生物产生特殊的抗药性，而且加药成本较高。部分污水处理站为节约成本采用冲击式投加药剂导致处理效果不好，但是如采用连续加药又需要增加配液加药设备成本。
2.紫外线杀菌技术
紫外线杀菌基本原理：利用波长为240～380nm紫外光，一方面破坏细菌的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，改变细胞的遗传转录特性，使生物体丧失蛋白质的合成和复制繁殖能力，尤其在波长为253.7nm时紫外线的破坏力最强，还有苯基丙氨酸、色氨酸和酪氨酸等蛋白质构成单体会吸收280nm紫外线，对杀菌过程起促进作用；另一方面产生的自由基引起光电离，导致分子结构破坏，引起细菌的死亡，达到杀菌的目的。
污水含油量、悬浮固体的大小、紫外线透光率、紫外线灯管以及灯管镇流器等是影响紫外线杀菌效果好坏的主要因素。因此油田污水必须经过脱油、沉淀、过滤等预处理过程以达到紫外线杀菌要求的环境条件，同时还应避免紫外线发生装置发生腐蚀、堵塞问题。所以紫外线杀菌一般用于油田污水处理流程的末端。
紫外线杀菌有一定应用，但紫外线杀菌技术在应用中不可控制的因素较多，存在以下几个方面的问题：（1）紫外线杀菌效率较高，但会随着辐射距离增加逐渐减弱，穿透力降低；（2）在水体中某些溶解性物会吸收紫外线，降低杀菌能力；（3）只能杀灭流动中的细菌而不能杀灭管壁附着的细菌，且后续基本没有杀菌效果，不能保证细菌再次繁殖。
紫外线杀菌技术单独使用并不能保证水质达标，需要与其它方法相结合。所以紫外线杀菌工艺的长期稳定性和持续杀菌效果还有待于进一步观察和完善，需要对其进一步推广积累现场经验。
3.二氧化氯杀菌技术
二氧化氯产生的新生态原子氧能够强有力地穿透细胞壁，有效地氧化细胞内含硫基的酶，使细胞失去活性并逐渐死亡。相比氯气，二氧化氯是一种安全无毒高效杀菌剂，不会产生“三致”物质。二氧化氯已被用于渤海油田污水，投加量40mg / L，可杀灭硫酸盐还原菌（S R B ）、腐生菌和铁细菌等微生物，杀菌率大于90%，硫酸盐还原菌杀灭效果最好，同时还可减少硫化物含量并可降低油田注水系统压力。二氧化氯投加浓度依据水中硫化物含量、亚铁离子等还原物质含量以及菌类含量确定。
4.臭氧杀菌技术
臭氧以氧原子的氧化作用破坏微生物结构，能与细胞壁脂类发生双键反应， 穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞膜通透性，臭氧还可作用于细胞核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA，从而导致细胞溶解、死亡。臭氧在杀死细菌时，不会使细菌产生抗药性，但臭氧杀菌存在臭氧溶解度不高的缺点。由于臭氧属于难溶性气体，在实际使用过程中为了提高臭氧溶解性，主要从接触面积、压力及溶解方式等方面考虑。目前高效的溶解技术有射流法、涡轮负压法、鼓泡法、溶气塔法等，能够将臭氧与溶液充分地接触混合。
5.等离子法杀菌
在水处理中，高压脉冲放电等离子体技术就是充分的利用水中放电过程所产生的各种效应来降解有机物质和杀灭细菌，是一种深度氧化技术。当系统进行放电时，产生的紫外线、冲击波、高温高压、臭氧和超临界水，能够降解有机物且杀灭细菌，同时，在液体反应器中产生了等离子通道。另外，由于紫外线的催化作用，臭氧的氧化能力也进一步得以提高，对降解有机物和灭菌有着重要的作用。这种技术的关键在于安装在反应器上的特殊喷嘴被作为电极，并且空气也是通过喷嘴注入到反应器的液体中，在等离子体通道中产生了很多的具有强氧化能力的臭氧，更有利于杀灭细菌。
四、展望
根据油田污水中细菌的危害，各油田根据自身所具有的特点，采用了一些化学方法和物理方法进行了处理，同时，也出现了一些新的灭菌技术，如等离子杀菌技术，等离子杀菌技术也是目前发展的主要趋势所在。
参考文献
[1]陈坤. 浅谈吐哈油田含油污水中细菌的处理技术[J]. 中国石油和化工标准与质量，2012，（12）：267.
[2]杨云霞，张晓健. 我国主要油田污水处理技术现状及问题[J].2001，20（1）：4-5.
[3]阎安， 王玉江， 贾建清. 油田含油污水除油新技术[J].水处理技术， 1998， 24 （ 2） ： 117-121.
[4] 宋绍富，张铜祥，王玉罡等. 油田杀菌工艺及杀菌剂研究进展[J]. 石油化工应用，2012，31（3）：1-5.
[5] 易绍金，彭少华，鹿桂华等. 油田生产中的细菌危害与杀菌技术[J].2002，（2）：3-4.
[6]Ezzat，A，M. Rosser， H.R.， Al-Humam， A.A.， et al. Control of Microbiological Activity in Biopolymer-Based Drilling Muds[J].SPE/LADC 39285，1997，329-337.
一、前言
油田污水主要是指原油脱水、钻井污水及采油站内其它类型的含油污水相互混合一类综合性废水。油田污水中的污染物种类较多，水质较为复杂，尤其是存在多种厌氧与好氧细菌且含量高，如硫酸盐还原菌（SRB）、铁细菌（FB）、腐生菌（TGB）、硫细菌、酵母菌等。硫酸盐还原菌（SRB）、铁细菌（FB）、腐生菌（TGB）数量多，危害大。这些细菌在地下或设备中缺氧环境下大量繁殖，SRB 产生的代谢产物具有较强的腐蚀性，可引起钻采设备、注水管线及其它金属材料严重腐蚀，而腐蚀产物（如硫化亚铁和氢氧化亚铁）易与水中成垢离子反应生成污垢，造成管道堵塞和储层伤害。TGB 与FB 能分泌大量粘性物质，附着在管道内壁上易形成铁质结瘤，堵塞管道，引起注水压力增大，注水量减小，原油产量与质量下降，严重时会造成重大事故。所以油田污水必须经过杀菌处理，有效地控制细菌生长与繁殖，以避免细菌对管道及相关设备的危害，对油田生产具有相当重要的实际意义。
二、油田污水细菌种类及危害
在自然界中，细菌的种类多、分布广，因此，细菌属于微生物的一大类群。在油田污水的处理过程中，污水的环境和温度均有益于细菌的繁殖和生长。但是，大量菌类的繁殖和生长有会导致注水设备、注水管线的阻塞和腐蚀，同时，代谢产物、菌体以及腐蚀产物还有可能使地层的渗透率降低，阻塞地层，增加注水的压力，对于油田的开发极其不利。腐生菌（TGB）、铁细菌（FB）以及硫酸盐还原菌（SRB）是油田污水中危害最大的三种细菌，这三种细菌之间又存在内在的联系，一方面，腐生菌和铁细菌属于好氧细菌，消耗了水中溶解的氧气，给油田污水中的厌氧菌-硫酸盐还原菌提供了无氧的条件，从而使硫酸盐还原菌能快速的繁殖；另一方面，铁细菌释放出来的能量又能够将二氧化碳和水同化成为有机物，该有机物可以供给其它种类的细菌生长繁殖用，因此，腐生菌、铁细菌以及硫酸盐还原菌能够在油田污水中繁殖和生长发育。
三、细菌主要的处理技术
1.投加化学杀菌剂
向油田污水中投加化学药剂，在药剂溶解和扩散过程中杀死水中的硫酸盐还原菌、腐生菌等微生物，达到抑制微生物生长、繁殖的目的。这种方法能够有效地穿透细胞结构，使细胞酶快速失活，具有操作方式简便、经济、见效快的特点。目前，大部分油田污水细菌处理技术均采用化学杀菌剂直接投加，最为常用的是季胺盐类杀菌剂。化学性质稳定、毒性较低、无积累性以及对菌类有较强的杀菌效果和剥离效果。但是长期使用也容易使微生物产生特殊的抗药性，而且加药成本较高。部分污水处理站为节约成本采用冲击式投加药剂导致处理效果不好，但是如采用连续加药又需要增加配液加药设备成本。
2.紫外线杀菌技术
紫外线杀菌基本原理：利用波长为240～380nm紫外光，一方面破坏细菌的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，改变细胞的遗传转录特性，使生物体丧失蛋白质的合成和复制繁殖能力，尤其在波长为253.7nm时紫外线的破坏力最强，还有苯基丙氨酸、色氨酸和酪氨酸等蛋白质构成单体会吸收280nm紫外线，对杀菌过程起促进作用；另一方面产生的自由基引起光电离，导致分子结构破坏，引起细菌的死亡，达到杀菌的目的。
污水含油量、悬浮固体的大小、紫外线透光率、紫外线灯管以及灯管镇流器等是影响紫外线杀菌效果好坏的主要因素。因此油田污水必须经过脱油、沉淀、过滤等预处理过程以达到紫外线杀菌要求的环境条件，同时还应避免紫外线发生装置发生腐蚀、堵塞问题。所以紫外线杀菌一般用于油田污水处理流程的末端。
紫外线杀菌有一定应用，但紫外线杀菌技术在应用中不可控制的因素较多，存在以下几个方面的问题：（1）紫外线杀菌效率较高，但会随着辐射距离增加逐渐减弱，穿透力降低；（2）在水体中某些溶解性物会吸收紫外线，降低杀菌能力；（3）只能杀灭流动中的细菌而不能杀灭管壁附着的细菌，且后续基本没有杀菌效果，不能保证细菌再次繁殖。
紫外线杀菌技术单独使用并不能保证水质达标，需要与其它方法相结合。所以紫外线杀菌工艺的长期稳定性和持续杀菌效果还有待于进一步观察和完善，需要对其进一步推广积累现场经验。
3.二氧化氯杀菌技术
二氧化氯产生的新生态原子氧能够强有力地穿透细胞壁，有效地氧化细胞内含硫基的酶，使细胞失去活性并逐渐死亡。相比氯气，二氧化氯是一种安全无毒高效杀菌剂，不会产生“三致”物质。二氧化氯已被用于渤海油田污水，投加量40mg / L，可杀灭硫酸盐还原菌（S R B ）、腐生菌和铁细菌等微生物，杀菌率大于90%，硫酸盐还原菌杀灭效果最好，同时还可减少硫化物含量并可降低油田注水系统压力。二氧化氯投加浓度依据水中硫化物含量、亚铁离子等还原物质含量以及菌类含量确定。
4.臭氧杀菌技术
臭氧以氧原子的氧化作用破坏微生物结构，能与细胞壁脂类发生双键反应， 穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞膜通透性，臭氧还可作用于细胞核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA，从而导致细胞溶解、死亡。臭氧在杀死细菌时，不会使细菌产生抗药性，但臭氧杀菌存在臭氧溶解度不高的缺点。由于臭氧属于难溶性气体，在实际使用过程中为了提高臭氧溶解性，主要从接触面积、压力及溶解方式等方面考虑。目前高效的溶解技术有射流法、涡轮负压法、鼓泡法、溶气塔法等，能够将臭氧与溶液充分地接触混合。
5.等离子法杀菌
在水处理中，高压脉冲放电等离子体技术就是充分的利用水中放电过程所产生的各种效应来降解有机物质和杀灭细菌，是一种深度氧化技术。当系统进行放电时，产生的紫外线、冲击波、高温高压、臭氧和超临界水，能够降解有机物且杀灭细菌，同时，在液体反应器中产生了等离子通道。另外，由于紫外线的催化作用，臭氧的氧化能力也进一步得以提高，对降解有机物和灭菌有着重要的作用。这种技术的关键在于安装在反应器上的特殊喷嘴被作为电极，并且空气也是通过喷嘴注入到反应器的液体中，在等离子体通道中产生了很多的具有强氧化能力的臭氧，更有利于杀灭细菌。
四、展望
根据油田污水中细菌的危害，各油田根据自身所具有的特点，采用了一些化学方法和物理方法进行了处理，同时，也出现了一些新的灭菌技术，如等离子杀菌技术，等离子杀菌技术也是目前发展的主要趋势所在。
参考文献
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[3]阎安， 王玉江， 贾建清. 油田含油污水除油新技术[J].水处理技术， 1998， 24 （ 2） ： 117-121.
[4] 宋绍富，张铜祥，王玉罡等. 油田杀菌工艺及杀菌剂研究进展[J]. 石油化工应用，2012，31（3）：1-5.
[5] 易绍金，彭少华，鹿桂华等. 油田生产中的细菌危害与杀菌技术[J].2002，（2）：3-4.
[6]Ezzat，A，M. Rosser， H.R.， Al-Humam， A.A.， et al. Control of Microbiological Activity in Biopolymer-Based Drilling Muds[J].SPE/LADC 39285，1997，329-337.