油田污水中硫化氢和细菌对二价铁离子的影响

2017-03-19廉园园

辽宁化工 2017年2期

廉园园，王奇，王军

（陕西延长油田股份有限公司，陕西延安 716000）

伴随着油田开发生产的进行，出现了注入水的水源问题；由于石油的大量开采浅层地下水会引起局部地层水位下降，而地表水资源又很有限。因此，采油污水处理后用于油田回注水为各大油田所采用。其次，采出原油的含水率已达到80%左右，如果直接排放，不仅会造成土壤、水源的污染，造成国家的经济损失，同时也会危害延长油田自身的利益。

延长油田属于低渗透油气资源[2]，其孔喉半径很小，污水回注必须确保处理后的水质达到相应低渗透油层的注水水质标准要求[3]。根据标准对注水水质的主要控制指标和辅助性指标作出规定。但是在各指标之间存在相互影响，其中主要研究了硫离子和细菌对二价铁离子的影响。

1 油田污水中硫化氢对二价铁离子的影响

1.1 高含量硫化氢对二价铁离子的影响

油田污水在细菌繁殖中产生硫化氢，硫化氢溶于水产生硫离子，与二价铁离子产生沉淀。

实验方法：取沉降后的污水1 000 mL，其中污水中二价铁离子含量约为 8 mg·L-1。在氮气的保护下过滤，在室温下加入一定量的浓度为 100 mg·L-1硫化钠，在氮气的保护下放置24 h，观察污水的变化，测定污水中的悬浮物含量。见表1。

数据表明：随着硫离子的增加，浊度增高，悬浮物增加，当硫化钠含量增加超过20%时，污水的浊度反而降低，分析原因是因为硫化钠增加，生成的沉淀量增加，颗粒也增大，对污水起到了一定的净化效果，导致污水浊度减小。

1.2 低含量硫化氢对二价铁离子的影响

实验方法：配制氯化钠含量为 5×104mg·L-1的模拟盐水10 L，用高纯N2赶氧，然后，在0.1 MPa压力下充二氧化碳30 min，将充二氧化碳的模拟水全部装入 10 L的透明玻璃反应釜中，加入 100 mg·L-1的杀菌剂，加入一定量硫化氢，并挂入 A3钢挂片6个，然后密闭，在50 ℃温度下，搅拌速度为60 r/min，实验时间30天，观察实验过程介质外观变化，实验后用过滤器过滤实验液，收集并称量沉淀物质量，测定沉淀物中硫离子量与硫化铁量。同时观察挂片表面现象, 见表2。

表1 高含量硫离子浓度对二价铁离子的影响

从表中数据反映：尽管污水中硫化氢含量为1～2 mg·L-1，依然产生硫化铁垢。挂片表面发黑，说明挂片表面有硫化铁生成。而空白溶液的挂片表面干净如初。

2 油田污水中细菌与二价铁离子相互影响

2.1 细菌对二价铁离子的影响

油田污水中含有各种细菌，而细菌在放置过程中会产生的硫化氢气体，硫化氢与水中二价铁离子作用产生硫化铁沉淀，油田污水中二价铁离子的含量影响硫化氢沉淀的形成速度与含量。

表2 低含量硫化氢对二价铁离子的影响

为了解细菌的繁殖对硫化铁沉淀生成量的影响进行试验。

硫酸盐还原菌菌种的配制：将4瓶含有细菌生长的硫酸盐还原菌测试瓶加入到100 mL容量瓶中，充CO2气体30 min，用蒸馏水定容。

实验方法：分别取1 000 mL站内沉降罐的污水，在N2的保护下过滤，然后充10 min的CO2气体，分别加入氯化亚铁溶液，使其Fe2+浓度为0、5、10、20、30 mg·L-1，分别加入 10 mL 的硫酸盐还原菌菌种，密闭保存，在40 ℃放置7天，观察水质外观并测试其悬浮物含量。见表3。

数据表明：随着Fe2+浓度的增加，悬浮物含量增加，当污水中Fe2+浓度增加时，细菌对污水悬浮物的影响越大。

表3 细菌的对污水悬浮物的影响

2.2 Fe2+浓度对硫酸盐还原菌的影响

由上个试验可以得知细菌的存在可以让二价铁离子作用产生硫化铁沉淀，而为了证实 Fe2+浓度对细菌的生长、繁殖影响。进行了不同 Fe2+浓度下的细菌生长繁殖实验。

实验方法：用氯化钠溶液模拟与沉降罐中污水相同矿化度的水质，使其氯离子含量为 5×104mg·L-1，加入硫酸盐还原菌，混合均匀，培养箱中40 ℃下放置2天，使细菌在水中混合后分布均匀，分别取100 mL，加入不同浓度的Fe2+离子，用极限稀释法测定细菌生长与繁殖规律，见表4。

从数据反映：当 Fe2+浓度较低时，在小于等于20 mg·L-1时，细菌生长速度较快，增幅在50%以上，Fe2+浓度在20～40 mg·L-1，细菌的生长增幅在20%左右，但当Fe2+浓度大于40 mg·L-1时，细菌生长速度基本不变，说明当Fe2+含量大于40 mg·L-1后，Fe2+浓度的增加对细菌的生长与繁殖基本没有影响。