一、殺菌劑的選用原則

  為了經(jīng)濟有效的控制細(xì)菌的危害，又不給生產(chǎn)帶來新的問題，理想的油田注水殺菌劑應(yīng)具備下列條件：

（1）    高效、低毒、速效、廣譜。

（2）    穩(wěn)定性強。

（3）    配伍性好。

（4）    不產(chǎn)生抗藥性。

（5）    一劑多用，殺菌同時具備緩蝕和防垢等功能。

（6）    來源豐富，價廉，使用方便。

一種殺菌劑能同時滿足上述條件是很困難的，但可以通過多種殺菌劑的復(fù)配合交替使用達(dá)到上述條件。

二、殺菌劑性能的評價

    殺菌劑的性能是一項綜合指標(biāo),主要包括它的殺生性能以及其它多方面的綜合物理化學(xué)性能。

1 殺生性能的評價

衡量殺菌劑的殺生性能主要用殺菌率大小作為指標(biāo)。目前計算殺菌率的方法有2種:

殺菌率 1 =加殺菌劑前起始菌數(shù)-在一定時間下存活菌數(shù)加殺菌劑前起始菌數(shù)

殺菌率 2 =在一定時間下空白樣的菌數(shù)－同一時間下的存活菌數(shù)在一定時間下空白樣的菌數(shù)

第一種方法是以殺菌前起始菌數(shù)作為底數(shù),適用于動態(tài)模擬以及工業(yè)化生產(chǎn)中使用。而第二種則以相同時間下空白樣的菌數(shù)作為底數(shù),考慮到了外界因素對細(xì)菌生長繁殖的影響,因而適合于實驗室全面評價殺菌劑,更具有合理性。從以上兩公式可看出,起始菌量的高低會直接影響到計算結(jié)果。若起始菌量太高,則不同濃度下的殺菌率差異不甚明顯,太低則不能較好地反映其殺菌性能。因此,實驗中起始菌量一般應(yīng)控制在10⁵～10⁷數(shù)量級內(nèi)。一般工業(yè)循環(huán)水處理時,要求保持殺菌率在90%以上。

其次,評價殺菌劑殺生性能的另一指標(biāo)是最低抑菌濃度(MIC)。對工業(yè)循環(huán)水的殺菌劑而言,要求殺菌劑在低劑量條件下就起到抑菌作用,即具有高效性,一般投加濃度不應(yīng)超過00mg/L。具體可在低于此值的情況下,選取幾個濃度等級由實驗確定。另外,最低抑菌濃度還受到試驗中的培養(yǎng)基、溫度、pH值等因素的影響,MIC值越小,說明殺菌劑的殺生能力越強。

最后,評價一種殺菌劑的殺生能力還應(yīng)考慮它的殺菌速率、藥效期以及是否易產(chǎn)生抗藥性等問題。實踐發(fā)現(xiàn),微生物對一般殺菌劑都會產(chǎn)生抗藥性,較長時間內(nèi)連續(xù)使用同一殺菌劑其效果不會很好,因此應(yīng)間隔投加不同品種殺菌劑或使用復(fù)配殺菌劑。

對于復(fù)配殺菌劑來說,還應(yīng)通過協(xié)同指數(shù)(SI)來評價其復(fù)配效果與性能優(yōu)劣。它可由下式計算:

SI=Q_A/Q_a+Q_B/Q_b

其中Q_A、Q_B分別為復(fù)配殺菌劑達(dá)到某一殺菌率時A、B兩種殺菌劑的量;Q_a、Q_b分別為A、B單獨作用時達(dá)到相同的殺菌率時的量。

先作出A、B兩種殺菌劑單獨作用時的濃度-殺菌率曲線,再由復(fù)配殺菌劑達(dá)到某一殺菌率時,在該曲線上查得Q_a、Q_b值并算出SI值。當(dāng)SI<1時,說明復(fù)配殺菌劑組份間具有協(xié)同性;當(dāng)SI=1時,說明組份A、B間具有加和性;而當(dāng)SI>1時,說明此復(fù)配殺菌劑組份具有反協(xié)同性,此時應(yīng)改變A、B兩者的配比或不用A、B復(fù)配。

2 殺菌劑其它物理化學(xué)性能的評價

2.1 廣譜性

評價一種殺菌劑性能時,要看它對各種微生物(主要包括細(xì)菌、真菌和藻類)的殺滅情況,即考查它的廣譜性,這是一個重要考查指標(biāo)。因為細(xì)菌的大量生長和繁殖會增加設(shè)備和管道的腐蝕,突出表現(xiàn)為點蝕和應(yīng)力面腐蝕。而真菌和藻類常常會形成大量粘泥并覆蓋在金屬器壁的表面,從而增大傳質(zhì)、傳熱阻力。

2.2 適應(yīng)的pH值范圍

殺菌劑的性能會隨著pH值的變化而受到一定的影響。pH值的變化會導(dǎo)致藥劑的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和性質(zhì)的改變,并影響其使用范圍。工業(yè)循環(huán)水pH值一般在5.5~9.5。在此pH域內(nèi)選取若干等級,分別對殺菌劑在不同濃度等級下進行殺菌率試驗,作出pH值-殺菌率關(guān)系曲線,找出最佳pH值范圍。同時可從曲線上看出該殺菌劑受pH值影響的程度,從而對其作出評定。在實際應(yīng)用中選擇適用的最佳pH范圍的水質(zhì)體系,既增加效果又降低成本。

2.3 對金屬的腐蝕性

當(dāng)殺菌劑被添加到工業(yè)循環(huán)水中,其水溶液分子直接與金屬表面接觸,或多或少會引起腐蝕。所以,殺菌劑的腐蝕性能將直接關(guān)系到設(shè)備的使用壽命。實驗時,可通過掛片失重法測定殺菌劑對不同材料的腐蝕速率,并判斷其腐蝕級別。計算公式如下:

 2.4 生物降解性

殺菌劑使用后,其生物或自然降解性是它能被使用的基本條件,對環(huán)境保護和人類健康等方面具有重要意義。目前測定殺菌劑降解性的實驗方法較多,主要有ATP法、封閉容器測試法(CBT法)、修正的CBT法、OECD法、MOST法[5]和CUT法等。

2.5 與其它水處理劑的配伍性

殺菌劑作為水處理劑的一種,使用時一般要與緩蝕劑、阻垢分散劑等水質(zhì)穩(wěn)定劑同時使用,因此它們相互影響的程度(即配伍性)直接關(guān)系到綜合使用效果。實踐中,通過與空白做對比實驗來考察其配伍性的好壞。若樣品殺菌率比空白小,則有一定的影響;否則認(rèn)為無影響,配伍性較好。另外,對殺菌劑的水溶性和分散性要求要好,這樣使操作容易,不需多點加料,且一般要求不起泡。對具有表面活性的殺菌劑,使用時建議適當(dāng)加入消泡劑。

2.6 經(jīng)濟性

殺菌劑的成本主要包括殺菌劑價格和使用費用,它的評價指標(biāo)一般用價格性能指數(shù)來評定。它由原料的基本價格、單位質(zhì)量殺菌劑的效果、藥效期(或處理系統(tǒng)產(chǎn)生的生物靜電效應(yīng))、方便度和使用頻次綜合得到。價格性能指數(shù)值越小,該殺菌劑的成本越低,在市場上越具競爭力。從水處理劑的發(fā)展趨勢看,價廉而具多功能的復(fù)合水處理劑是今后的方向。它具有使用簡單、方便;完全改變了單一處理劑的分隔儲存、單獨加料,場地、空間的占用等問題;節(jié)省勞動力、處理時間和操作費用等優(yōu)點。對復(fù)合水處理劑的性能評價更應(yīng)注重經(jīng)濟與效果的綜合考慮。

總之,評價殺菌劑的性能是一個全面、綜合的衡量過程。實踐中,很少有各方面都符合要求的殺菌劑。為此,在選擇殺菌劑時,應(yīng)按自身的要求對某些性能進行重點實驗評價,從而有目的地服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)中,達(dá)到降低成本、提高功效的目的。

三、海上油田殺菌劑的評選與使用方法

油田殺菌劑的使用應(yīng)該包括全面調(diào)查現(xiàn)場情況，尤其是水質(zhì)情況和微生物污染狀況，篩選最佳殺菌劑，確定合適的加藥方式、加藥頻率和加藥濃度等，監(jiān)測微生物含量、評價殺菌效果，并提出進一步改進方案等內(nèi)容。

1 殺菌劑的評選

1.1 殺菌劑現(xiàn)場評價方法（SY/T5890-93）

1.1.1水溶性試驗（GB 6324）

用現(xiàn)場水將殺菌劑配制成1%（重量比）溶液，觀察是否混濁？溶液清徹透明說明殺菌劑水溶性好，否則說明水溶性差。

1.1.2評選殺菌劑

殺菌效果試驗采用絕跡稀釋法測定細(xì)菌含量（SY/T 5329-94）

取一組燒杯，分別量取100ml水樣放入燒杯中，分別加入所需量 （設(shè)計的加藥濃度）殺菌劑溶液，攪勻、在與現(xiàn)場水溫相同條件下放置；加入殺菌劑后，水樣的放置時間應(yīng)模擬殺菌劑在所處理系統(tǒng)中的作用時間（推算）。

根據(jù)細(xì)菌含量多少確定稀釋組數(shù)，每組需做2～3個平行樣并依次編上序號。用鑷子打開細(xì)菌瓶上的鋁箔，并用75%酒精棉球擦拭消毒，待風(fēng)干后，用1ml無菌注射器取1ml空白水樣或殺菌后的水樣注入到1號瓶中，充分混合；再用另一支無菌注射器從1號瓶取1ml溶液注入到2號瓶中，充分混合；再更換一支無菌注射器從2號瓶取1ml溶液注入到3號瓶中，充分混合；依次類推一直稀釋到最后一瓶為止；

把接種好的細(xì)菌瓶放入恒溫箱中（溫度控制在現(xiàn)場流程溫度±1℃），鐵細(xì)菌、TGB菌7天后讀數(shù)，SRB菌2周后讀數(shù)。

1.1.3細(xì)菌計數(shù)

細(xì)菌生長的鑒別

TGB：瓶中液體由紅變黃或渾濁，即表示有腐生菌。

SRB：瓶中液體變黑或有黑色沉淀，即表示有硫酸鹽還原菌。

鐵細(xì)菌：瓶中液體出現(xiàn)沉淀，即表示有鐵細(xì)菌。

表11-1 稀釋法二次重復(fù)菌量計算表

菌量計算：1ml樣品中的菌數(shù)=菌最大可能值×指數(shù)第一位的稀釋倍數(shù)。

殺菌率的計算：

C=（B₁－B₀）/ B₁×100%

式中：C---殺菌率，%；

B₁---投加殺菌劑前水樣含菌量，個/ml；

B₀---投加殺菌劑后水樣含菌量，個/ml。

根據(jù)殺菌率，評價殺菌效果。

2 殺菌劑的使用

2.1 殺菌劑投加方法和用量

殺菌劑可以采取連續(xù)投加或間歇沖擊式投加法。要檢測整個注水系統(tǒng)不同地點的細(xì)菌含量，根據(jù)細(xì)菌的多少采取不同的方法。一般在細(xì)菌含量高的地點采用連續(xù)投加法處理，而在細(xì)菌含量不高的地點采用間歇沖擊投加法。

如果連續(xù)加入，通常要求開始濃度要高，盡快殺死大多數(shù)細(xì)菌，待細(xì)菌數(shù)量被控制后，在采用較低的投加濃度即可有效的控制細(xì)菌的繁殖；若采用間歇投加法，應(yīng)定期用泵是高濃度的殺菌劑藥液緩慢通過系統(tǒng)，爭取把細(xì)菌全部殺死。

2.2 聯(lián)合和交替使用殺菌劑

聯(lián)合和交替使用殺菌劑時控制油田注水系統(tǒng)中細(xì)菌危害極為有效的措施。聯(lián)合使用殺菌劑是將良種或兩種以上的殺菌劑按照一定的配方配成復(fù)配型殺菌劑；交替使用殺菌劑是指兩種或兩種以上的殺菌劑先后交替使用。

聯(lián)合或交替使用殺菌劑具備許多優(yōu)點：

(1)   復(fù)配劑具有廣譜殺菌能力

(2)   復(fù)配劑可以一劑多用

(3)   避免產(chǎn)生抗藥性

(4)   減少殺菌處理費用

(5)   增加殺菌劑原液的穩(wěn)定性

(6)   滿足環(huán)境保護要求

總之，選好合適的殺菌劑，還必須正確的使用殺菌劑，才能達(dá)到真正有效合理的控制油田注水微生物的危害。