一、杀菌剂的选用原则

  为了经济有效的控制细菌的危害，又不给生产带来新的问题，理想的油田注水杀菌剂应具备下列条件：

（1）    高效、低毒、速效、广谱。

（2）    稳定性强。

（3）    配伍性好。

（4）    不产生抗药性。

（5）    一剂多用，杀菌同时具备缓蚀和防垢等功能。

（6）    来源丰富，价廉，使用方便。

一种杀菌剂能同时满足上述条件是很困难的，但可以通过多种杀菌剂的复配合交替使用达到上述条件。

二、杀菌剂性能的评价

    杀菌剂的性能是一项综合指标,主要包括它的杀生性能以及其它多方面的综合物理化学性能。

1 杀生性能的评价

衡量杀菌剂的杀生性能主要用杀菌率大小作为指标。目前计算杀菌率的方法有2种:

杀菌率 1 =加杀菌剂前起始菌数-在一定时间下存活菌数加杀菌剂前起始菌数

杀菌率 2 =在一定时间下空白样的菌数－同一时间下的存活菌数在一定时间下空白样的菌数

第一种方法是以杀菌前起始菌数作为底数,适用于动态模拟以及工业化生产中使用。而第二种则以相同时间下空白样的菌数作为底数,考虑到了外界因素对细菌生长繁殖的影响,因而适合于实验室全面评价杀菌剂,更具有合理性。从以上两公式可看出,起始菌量的高低会直接影响到计算结果。若起始菌量太高,则不同浓度下的杀菌率差异不甚明显,太低则不能较好地反映其杀菌性能。因此,实验中起始菌量一般应控制在10⁵～10⁷数量级内。一般工业循环水处理时,要求保持杀菌率在90%以上。

其次,评价杀菌剂杀生性能的另一指标是最低抑菌浓度(MIC)。对工业循环水的杀菌剂而言,要求杀菌剂在低剂量条件下就起到抑菌作用,即具有高效性,一般投加浓度不应超过00mg/L。具体可在低于此值的情况下,选取几个浓度等级由实验确定。另外,最低抑菌浓度还受到试验中的培养基、温度、pH值等因素的影响,MIC值越小,说明杀菌剂的杀生能力越强。

最后,评价一种杀菌剂的杀生能力还应考虑它的杀菌速率、药效期以及是否易产生抗药性等问题。实践发现,微生物对一般杀菌剂都会产生抗药性,较长时间内连续使用同一杀菌剂其效果不会很好,因此应间隔投加不同品种杀菌剂或使用复配杀菌剂。

对于复配杀菌剂来说,还应通过协同指数(SI)来评价其复配效果与性能优劣。它可由下式计算:

SI=Q_A/Q_a+Q_B/Q_b

其中Q_A、Q_B分别为复配杀菌剂达到某一杀菌率时A、B两种杀菌剂的量;Q_a、Q_b分别为A、B单独作用时达到相同的杀菌率时的量。

先作出A、B两种杀菌剂单独作用时的浓度-杀菌率曲线,再由复配杀菌剂达到某一杀菌率时,在该曲线上查得Q_a、Q_b值并算出SI值。当SI<1时,说明复配杀菌剂组份间具有协同性;当SI=1时,说明组份A、B间具有加和性;而当SI>1时,说明此复配杀菌剂组份具有反协同性,此时应改变A、B两者的配比或不用A、B复配。

2 杀菌剂其它物理化学性能的评价

2.1 广谱性

评价一种杀菌剂性能时,要看它对各种微生物(主要包括细菌、真菌和藻类)的杀灭情况,即考查它的广谱性,这是一个重要考查指标。因为细菌的大量生长和繁殖会增加设备和管道的腐蚀,突出表现为点蚀和应力面腐蚀。而真菌和藻类常常会形成大量粘泥并覆盖在金属器壁的表面,从而增大传质、传热阻力。

2.2 适应的pH值范围

杀菌剂的性能会随着pH值的变化而受到一定的影响。pH值的变化会导致药剂的结构、状态和性质的改变,并影响其使用范围。工业循环水pH值一般在5.5~9.5。在此pH域内选取若干等级,分别对杀菌剂在不同浓度等级下进行杀菌率试验,作出pH值-杀菌率关系曲线,找出最佳pH值范围。同时可从曲线上看出该杀菌剂受pH值影响的程度,从而对其作出评定。在实际应用中选择适用的最佳pH范围的水质体系,既增加效果又降低成本。

2.3 对金属的腐蚀性

当杀菌剂被添加到工业循环水中,其水溶液分子直接与金属表面接触,或多或少会引起腐蚀。所以,杀菌剂的腐蚀性能将直接关系到设备的使用寿命。实验时,可通过挂片失重法测定杀菌剂对不同材料的腐蚀速率,并判断其腐蚀级别。计算公式如下:

 

 2.4 生物降解性

杀菌剂使用后,其生物或自然降解性是它能被使用的基本条件,对环境保护和人类健康等方面具有重要意义。目前测定杀菌剂降解性的实验方法较多,主要有ATP法、封闭容器测试法(CBT法)、修正的CBT法、OECD法、MOST法[5]和CUT法等。

2.5 与其它水处理剂的配伍性

杀菌剂作为水处理剂的一种,使用时一般要与缓蚀剂、阻垢分散剂等水质稳定剂同时使用,因此它们相互影响的程度(即配伍性)直接关系到综合使用效果。实践中,通过与空白做对比实验来考察其配伍性的好坏。若样品杀菌率比空白小,则有一定的影响;否则认为无影响,配伍性较好。另外,对杀菌剂的水溶性和分散性要求要好,这样使操作容易,不需多点加料,且一般要求不起泡。对具有表面活性的杀菌剂,使用时建议适当加入消泡剂。

2.6 经济性

杀菌剂的成本主要包括杀菌剂价格和使用费用,它的评价指标一般用价格性能指数来评定。它由原料的基本价格、单位质量杀菌剂的效果、药效期(或处理系统产生的生物静电效应)、方便度和使用频次综合得到。价格性能指数值越小,该杀菌剂的成本越低,在市场上越具竞争力。从水处理剂的发展趋势看,价廉而具多功能的复合水处理剂是今后的方向。它具有使用简单、方便;完全改变了单一处理剂的分隔储存、单独加料,场地、空间的占用等问题;节省劳动力、处理时间和操作费用等优点。对复合水处理剂的性能评价更应注重经济与效果的综合考虑。

总之,评价杀菌剂的性能是一个全面、综合的衡量过程。实践中,很少有各方面都符合要求的杀菌剂。为此,在选择杀菌剂时,应按自身的要求对某些性能进行重点实验评价,从而有目的地服务于工业生产中,达到降低成本、提高功效的目的。

 

三、海上油田杀菌剂的评选与使用方法

油田杀菌剂的使用应该包括全面调查现场情况，尤其是水质情况和微生物污染状况，筛选最佳杀菌剂，确定合适的加药方式、加药频率和加药浓度等，监测微生物含量、评价杀菌效果，并提出进一步改进方案等内容。

1 杀菌剂的评选

1.1 杀菌剂现场评价方法（SY/T5890-93）

1.1.1水溶性试验（GB 6324）

用现场水将杀菌剂配制成1%（重量比）溶液，观察是否混浊？溶液清彻透明说明杀菌剂水溶性好，否则说明水溶性差。

1.1.2评选杀菌剂

杀菌效果试验采用绝迹稀释法测定细菌含量（SY/T 5329-94）

取一组烧杯，分别量取100ml水样放入烧杯中，分别加入所需量 （设计的加药浓度）杀菌剂溶液，搅匀、在与现场水温相同条件下放置；加入杀菌剂后，水样的放置时间应模拟杀菌剂在所处理系统中的作用时间（推算）。

根据细菌含量多少确定稀释组数，每组需做2～3个平行样并依次编上序号。用镊子打开细菌瓶上的铝箔，并用75%酒精棉球擦拭消毒，待风干后，用1ml无菌注射器取1ml空白水样或杀菌后的水样注入到1号瓶中，充分混合；再用另一支无菌注射器从1号瓶取1ml溶液注入到2号瓶中，充分混合；再更换一支无菌注射器从2号瓶取1ml溶液注入到3号瓶中，充分混合；依次类推一直稀释到最后一瓶为止；

把接种好的细菌瓶放入恒温箱中（温度控制在现场流程温度±1℃），铁细菌、TGB菌7天后读数，SRB菌2周后读数。

1.1.3细菌计数

细菌生长的鉴别

TGB：瓶中液体由红变黄或浑浊，即表示有腐生菌。

SRB：瓶中液体变黑或有黑色沉淀，即表示有硫酸盐还原菌。

铁细菌：瓶中液体出现沉淀，即表示有铁细菌。

 

 

 

 

 

表11-1 稀释法二次重复菌量计算表

菌量计算：1ml样品中的菌数=菌最大可能值×指数第一位的稀释倍数。

杀菌率的计算：

C=（B₁－B₀）/ B₁×100%

式中：C---杀菌率，%；

B₁---投加杀菌剂前水样含菌量，个/ml；

B₀---投加杀菌剂后水样含菌量，个/ml。

根据杀菌率，评价杀菌效果。

2 杀菌剂的使用

2.1 杀菌剂投加方法和用量

杀菌剂可以采取连续投加或间歇冲击式投加法。要检测整个注水系统不同地点的细菌含量，根据细菌的多少采取不同的方法。一般在细菌含量高的地点采用连续投加法处理，而在细菌含量不高的地点采用间歇冲击投加法。

如果连续加入，通常要求开始浓度要高，尽快杀死大多数细菌，待细菌数量被控制后，在采用较低的投加浓度即可有效的控制细菌的繁殖；若采用间歇投加法，应定期用泵是高浓度的杀菌剂药液缓慢通过系统，争取把细菌全部杀死。

2.2 联合和交替使用杀菌剂

联合和交替使用杀菌剂时控制油田注水系统中细菌危害极为有效的措施。联合使用杀菌剂是将良种或两种以上的杀菌剂按照一定的配方配成复配型杀菌剂；交替使用杀菌剂是指两种或两种以上的杀菌剂先后交替使用。

联合或交替使用杀菌剂具备许多优点：

(1)   复配剂具有广谱杀菌能力

(2)   复配剂可以一剂多用

(3)   避免产生抗药性

(4)   减少杀菌处理费用

(5)   增加杀菌剂原液的稳定性

(6)   满足环境保护要求

总之，选好合适的杀菌剂，还必须正确的使用杀菌剂，才能达到真正有效合理的控制油田注水微生物的危害。