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摘要：本文采用正交试验法，对提高稳定性二氧化氯杀菌剂杀灭硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和铁细菌（FB）的杀菌效果进行了实验研究。确定了影响稳定性二氧化氯杀菌剂杀菌效果的四个主要因素以及各因素对稳定性二氧化氯杀菌效果的影响程度，优化出了杀灭每种菌的最佳条件。
关键词：正交试验;稳定性二氧化氯
在油田回注水系统中，存在着各种微生物[1]，如硫酸盐还原菌（SBR）、铁细菌（FB）、腐生菌（TGB）以及其它微生物，它们在生长、代谢、繁殖的过程中，能引起注水管线及其它金属材料的严重腐蚀，并堵塞管道，损害油层，引起注水量、石油产量、油气质量下降，为原油加工带来严重困难，造成了极大的经济损失。世界上许多产油国都投入了相当的资金和技术力量，致力于细菌处理的研究。我国各大油田也采用各种新技术、新工艺以净化水质，减缓油田回注水系统的腐蚀。
本文应用新型绿色杀菌剂二氧化氯对某采油厂回注水中的硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌进行杀菌。通过初步研究影响稳定性二氧化氯杀菌效果的各个因素，并结合实际找出个各因素的大致水平，通过正交试验找出杀菌的最佳条件。
1 稳定性二氧化氯杀菌机理
很长一个时期，人们未能搞清ClO2的杀菌机理，只能提出一些设想[2]。Ingols等认为，二氧化氯对微生物的杀菌机理是因其对细胞壁有较好的吸附和透过性能，有效地氧化细胞内含硫基的酶。Bermard也证实，二氧化氯可快速地控制微生物蛋白质的合成。因此二氧化氯除对一般细菌有杀死作用外，对牙孢、病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌等均有很好的杀灭作用。另一种认为二氧化氯能够杀死细菌，是由于大量的二氧化氯聚集在细菌周围，从而起着封闭作用，使细胞失去利用蛋白质的能力，破坏了蛋白质合成新细胞的过程，阻碍了细胞再生，使之达到最终破坏细胞的效果。二氧化氯的杀菌作用与温度有关：温度越高，二氧化氯杀菌效力越大，这一优点弥补了因温度升高使二氧化氯在水中溶解度下降的缺点。用Akin和Hoff等人提出的评价水中消毒剂的两个标准去衡量下列四种消毒剂，其结果为：（1）作为杀菌剂的有效性O3>ClO2>Cl2>氯胺;（2）水中稳定性氯胺>ClO2>Cl2>O3。如将两个方面综合考虑，则可认为ClO2消毒效果最好。
2 用正交试验法研究稳定性二氧化氯的最佳杀菌条件
我们所用的水样是某采油厂的水驱回注水，经测定原水所含的SRB的量为2.5105个/ml，TGB的量为2.5105个/ml，FB的量为6.0105个/ml。
2.1 不同浓度的稳定性二氧化氯的杀菌效果
在做正交试验之前，我们先做了一个前期探索，使用20mg/l，40mg/l，60mg/l的稳定性二氧化氯杀菌的实验，杀菌效果如表2.1-1所示：
从测定结果来看，稳定性二氧化氯的杀菌效果很好，当浓度达到40mg/l时，铁细菌和腐生菌就被完全杀灭，硫酸盐还原菌的杀菌率达到99.99%。
但以上实验只是考虑了杀菌剂的浓度对杀菌效果的影响，而在实际中二氧化氯的杀菌效果是受很多因素影响的，这些因素共同影响着稳定性二氧化氯的杀菌效果。如果单一因素测量要经过很多次实验才能找到最佳杀菌条件，而用正交试验的方法，就可以用较少的实验次数就找出最佳杀菌条件，且这种方法简捷，结论可靠。因此，我决定采用正交试验法找到最佳杀菌条件。
2.2 影响稳定性二氧化氯杀菌效果的因素
影响稳定性二氧化氯杀菌剂杀菌效果的因素是多方面的，根据文献报道[3]大体上有以下几种影响因素：菌种、杀菌剂的浓度、水质中的易氧化物和有机物、水温、杀菌剂投放点、活化时间、活化pH值以及杀菌效果的测试时间等。通过查阅资料和自己的探索，综合各种因素，我们选定浓度、杀菌时间、活化pH值、温度四个因素作为本实验研究对象。
2.3 正交试验实验方案
2.3.1 实验安排
根据正交试验方法，我们选用L9（34）表来安排实验（见2.3-2），即总共进行了9组实验，各组实验按照实验程序分别进行，通过每组实验测量出稳定性二氧化氯杀菌以后水样中的硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌的数量（即杀菌效果），然后结合水样中杀菌前的原始细菌含量计算出杀菌率：
最后以杀菌率作为结果分析的对象，根据正交试验方法的计算和分析原理进行数据处理和结果分析。
2.3.2实验结果及分析
1）杀灭SRB的最佳条件：杀菌剂浓度40mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度为40℃。
2）杀灭TGB的最佳条件：杀菌剂浓度为50mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度为40℃。
3）杀灭FB的最佳条件：杀菌剂浓度40mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度40℃。
结论：我们用正交试验找出了杀灭三种菌的最佳条件，三种菌的最佳杀菌条件只有杀菌剂浓度不同，其他三个因素相同。考虑到油田的實际条件，油田回注水主要是杀灭硫酸盐还原菌，而且腐蚀率随着浓度的增加而增加，因此决定处理某采油厂的回注水选用的杀菌条件为杀菌剂浓度40mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度40℃。
3结论
本实验通过正交试验法优化出了杀菌的最佳条件，即杀菌剂浓度40mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度40℃。正交试验法是一种优良的实验方法，可以大大减少实验次数，并且实验结果可信度大。
参考文献
[1] 张志远.油田注入水中细菌的类型及危害[J].四川师范大学学报.2003，26（2）： 188-192.
[2] 马荣华，马东升.稳定性二氧化氯的制备及在水处理中的应用[J].高师理科学刊.2004，24（4）：26-29.
[3] 宁建会，陈晋南.采用正交试验法研究稳定性二氧化氯的杀菌效果[J].石油与天然气化工.2003，32（1）：48-51.
关键词：正交试验;稳定性二氧化氯
在油田回注水系统中，存在着各种微生物[1]，如硫酸盐还原菌（SBR）、铁细菌（FB）、腐生菌（TGB）以及其它微生物，它们在生长、代谢、繁殖的过程中，能引起注水管线及其它金属材料的严重腐蚀，并堵塞管道，损害油层，引起注水量、石油产量、油气质量下降，为原油加工带来严重困难，造成了极大的经济损失。世界上许多产油国都投入了相当的资金和技术力量，致力于细菌处理的研究。我国各大油田也采用各种新技术、新工艺以净化水质，减缓油田回注水系统的腐蚀。
本文应用新型绿色杀菌剂二氧化氯对某采油厂回注水中的硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌进行杀菌。通过初步研究影响稳定性二氧化氯杀菌效果的各个因素，并结合实际找出个各因素的大致水平，通过正交试验找出杀菌的最佳条件。
1 稳定性二氧化氯杀菌机理
很长一个时期，人们未能搞清ClO2的杀菌机理，只能提出一些设想[2]。Ingols等认为，二氧化氯对微生物的杀菌机理是因其对细胞壁有较好的吸附和透过性能，有效地氧化细胞内含硫基的酶。Bermard也证实，二氧化氯可快速地控制微生物蛋白质的合成。因此二氧化氯除对一般细菌有杀死作用外，对牙孢、病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌等均有很好的杀灭作用。另一种认为二氧化氯能够杀死细菌，是由于大量的二氧化氯聚集在细菌周围，从而起着封闭作用，使细胞失去利用蛋白质的能力，破坏了蛋白质合成新细胞的过程，阻碍了细胞再生，使之达到最终破坏细胞的效果。二氧化氯的杀菌作用与温度有关：温度越高，二氧化氯杀菌效力越大，这一优点弥补了因温度升高使二氧化氯在水中溶解度下降的缺点。用Akin和Hoff等人提出的评价水中消毒剂的两个标准去衡量下列四种消毒剂，其结果为：（1）作为杀菌剂的有效性O3>ClO2>Cl2>氯胺;（2）水中稳定性氯胺>ClO2>Cl2>O3。如将两个方面综合考虑，则可认为ClO2消毒效果最好。
2 用正交试验法研究稳定性二氧化氯的最佳杀菌条件
我们所用的水样是某采油厂的水驱回注水，经测定原水所含的SRB的量为2.5105个/ml，TGB的量为2.5105个/ml，FB的量为6.0105个/ml。
2.1 不同浓度的稳定性二氧化氯的杀菌效果
在做正交试验之前，我们先做了一个前期探索，使用20mg/l，40mg/l，60mg/l的稳定性二氧化氯杀菌的实验，杀菌效果如表2.1-1所示：
从测定结果来看，稳定性二氧化氯的杀菌效果很好，当浓度达到40mg/l时，铁细菌和腐生菌就被完全杀灭，硫酸盐还原菌的杀菌率达到99.99%。
但以上实验只是考虑了杀菌剂的浓度对杀菌效果的影响，而在实际中二氧化氯的杀菌效果是受很多因素影响的，这些因素共同影响着稳定性二氧化氯的杀菌效果。如果单一因素测量要经过很多次实验才能找到最佳杀菌条件，而用正交试验的方法，就可以用较少的实验次数就找出最佳杀菌条件，且这种方法简捷，结论可靠。因此，我决定采用正交试验法找到最佳杀菌条件。
2.2 影响稳定性二氧化氯杀菌效果的因素
影响稳定性二氧化氯杀菌剂杀菌效果的因素是多方面的，根据文献报道[3]大体上有以下几种影响因素：菌种、杀菌剂的浓度、水质中的易氧化物和有机物、水温、杀菌剂投放点、活化时间、活化pH值以及杀菌效果的测试时间等。通过查阅资料和自己的探索，综合各种因素，我们选定浓度、杀菌时间、活化pH值、温度四个因素作为本实验研究对象。
2.3 正交试验实验方案
2.3.1 实验安排
根据正交试验方法，我们选用L9（34）表来安排实验（见2.3-2），即总共进行了9组实验，各组实验按照实验程序分别进行，通过每组实验测量出稳定性二氧化氯杀菌以后水样中的硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌的数量（即杀菌效果），然后结合水样中杀菌前的原始细菌含量计算出杀菌率：
最后以杀菌率作为结果分析的对象，根据正交试验方法的计算和分析原理进行数据处理和结果分析。
2.3.2实验结果及分析
1）杀灭SRB的最佳条件：杀菌剂浓度40mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度为40℃。
2）杀灭TGB的最佳条件：杀菌剂浓度为50mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度为40℃。
3）杀灭FB的最佳条件：杀菌剂浓度40mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度40℃。
结论：我们用正交试验找出了杀灭三种菌的最佳条件，三种菌的最佳杀菌条件只有杀菌剂浓度不同，其他三个因素相同。考虑到油田的實际条件，油田回注水主要是杀灭硫酸盐还原菌，而且腐蚀率随着浓度的增加而增加，因此决定处理某采油厂的回注水选用的杀菌条件为杀菌剂浓度40mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度40℃。
3结论
本实验通过正交试验法优化出了杀菌的最佳条件，即杀菌剂浓度40mg/l，杀菌时间25min，活化pH=3，杀菌温度40℃。正交试验法是一种优良的实验方法，可以大大减少实验次数，并且实验结果可信度大。
参考文献
[1] 张志远.油田注入水中细菌的类型及危害[J].四川师范大学学报.2003，26（2）： 188-192.
[2] 马荣华，马东升.稳定性二氧化氯的制备及在水处理中的应用[J].高师理科学刊.2004，24（4）：26-29.
[3] 宁建会，陈晋南.采用正交试验法研究稳定性二氧化氯的杀菌效果[J].石油与天然气化工.2003，32（1）：48-51.