بخشی از مقاله
چکیده
پژوهش حاضر در مقیاس آزمایشگاهی و با استفاده از دستگاه جارتست در آزمایشگاه مرکزی اداره ی شیمیایی نفت و گاز گچساران به انجام رسیده است. هدف این تحقیق تاثیر ماده منعقد کننده سولفات آلومینیوم در حدف جامدات معلق، کدورت، روغن و COD از پساب بوده و در بهار 1392 انجام شده است. آزمایش بر مبنای متغیر غلظت ماده منعقد کننده آلوم 5)، 10، 15، 20، ( 30 میلی گرم در لیتر و یک نمونه فاقد ماده منعقد کننده انتخاب شد و از آنیونیک پلی الکترولیت به عنوان کمک کمنعقد کننده استفاده گردید.. نمونه ها پس از آماده سازی در دستگاه جارتست به منظور اختلاط سریع و کند به ترتیب با شدت 100و 40 دور در دقیقه برای مدت 2و 30 دقیقه به ترتیب انجام شد، سپس نمونه ها به مدت 30 دقیقه به منظور ته نشینی در شرایط سکون قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان داد غلظت بهینه سولفات آلومنیوم برای حذف کدورت، کل جامدات معلق، روغن و COD به ترتیب 30، 30،30 و 20میلی گرم بر لیتر با بازده ی حذفی 80، 86/4، 86/5 و 30/4 درصدی ثبت گردید. لذا با توجه به نتایج استفاده از سولفات آلومینیوم بهترین نتیجه را در حذف روغن و کل جامدات معلق از پساب دارد و می توان استفاده از آلوم را در مقیاس تجاری پیشنهاد داد.
واژه های کلیدی: آلومینیوم سولفات، انعقاد، حذف کدورت، روغن، TSS، COD
-1 مقدمه
یکی از نگرانی های جوامع امروزی مسئله کمیت و کیفیت فاضلاب های صنعتی است و با توجه به توسعه جوامع و پیشرفت زمان و توسعه بخش صنعت میزان تولید فاضلاب های صنعتی نیز رو به افزایش است (میران زاده و محوی،1381 و .(2 با توجه به محدود بودن منابع آب و گسترش روز افزون واحد های صنعتی، گسترش فاضلاب های صنعتی وآلوده شدن منابع آب یکی از معضلات اجتماعی- اقتصادی روز به حساب می آید .در این راستا، فاضلاب های حاصل از کارخانه ها و مراکز تولیدی نیز به دلیل دارا بودن ترکیبات متفاوت در مقادیر مختلف مشکلاتی را در تصفیه فاضلاب ایجاد می کند (مستاجران و همکاران ،1385 و .(38 در ایران صنعت نفت یکی از مهم ترین صنایع است. با این حال، حجم زیادی از فاضلاب در طول فرآیند تولید می شود. با دقت نظر به اتکای اقتصاد ایران بر درآمد حاصل از نفت، فعالیت های شرکت های نفتی در ایران، روز به روز گسترش یافته و متعاقبا با گسترش فعالیت ها، بر میز ان پسماندهای آن اضافه خواهد شد. نفت، پس از استخراج، ناخالصی های گوناگونی به همراه دارد که جهت حذف یا تقلیل آن ها، باید اقداماتی انجام بگیرد. نمک موجود در نفت در عملیات فرآوری مشکلاتی مانند: رسوب، گرفتگی، کاهش نرخ انتقال حرارت در مبدل ها، افزایش دمای لوله های گرم کن گرفتگی در سینی های برج، خورندگی و مسمویت کاتالیزور1 به خاطر وجود ترکیبات فلزی را ایجاد می کند. استاندارد میزان نمک موجود در نفت کمتر از 2PPB 20- 10 برای حمل و نقل، نگه داری و یا عبور در خطوط لوله می باشد. این نمک به همراه آب در واحد نمکزدایی جدا می شود که پساب این واحد حاوی ترکیبات نفتی، املاح و ذرات جامد می باشد (پور ابتهاج، .(1390 یکی از مشکلات صنایع شیمیایی وجود پساب های حاوی مواد امولسیون شده نفتی است که این پساب ها محیط زیست را به شدت آلوده می کنند. از جمله عوارض ورود مواد آلاینده شیمیایی به چرخه غذایی انسان احتمال بروز صدمات کلیوی، گوارشی، استخوانی، خونی، اختلالات هورمونی و تولید مثلی را به همراه خواهد داشت (میران زاده و محوی،1381 و .(2 مواد منعقد کننده شامل موادی هستند که جهت ناپایدار سازی ذرات و چسباندن آنها به یکدیگر استفاده می شوند فرآیند انعقاد به بهتر شدن کسر کلوییدی کمک می کند که نقش مهمی در ته نشینی دارد .(Abdessemed et al,2002 and 344) قدرت انعقاد بالا، انعقاد کنندگی در گستره pH وسیع و همچنین مناسب بودن قیمت از خواص یک منعقد کننده خوب می باشد. علاوه بر این می توان از کمک منعقد کننده ها، CO2 محلول، دور همزنهای مورد استفاده در عملیات انعقاد از عوامل مؤثر انعقاد نام برد (عمارلویی، .(1377
سولفات آلومینیوم با فرمول شیمیایی 4)3
(SO 2 Al یا3
S
12
O
2
Al
، یک
ترکیب شیمیایی با شناسه 24850 است. که جرم
مولی آن 342 15 گرم بر مول میباشد. شکل ظاهری این ترکیب، جامد
بلوری سفید است. نام تجاری آن آلوم یا زاج سفید
میباشد. سولفات آلومینیوم با اضافه کردن به آب یا بیکربنات کلسیم2 و آب واکنش داده و هیدروکسید آلومینیوم3 ایجاد میکند که هیدروکسید آلومینیوم، مرکزی برای تجمع موادکلوئیدی بدون بار شده و لختههای درشتتر ایجاد میکند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت4 محیط برای ایجاد هیدروکسد آلومینیوم، از آب آهک5 و کربنات سدیم6 استفاده می شود. چون H + مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم میشود (عمارلویی،.(1377 آلوم در حال حاضر به طور وسیعی به عنوان یک منعقد کننده به خاطر هزینه پایین و کاربری بالا در تصفیه آب و فاضلاب با مشخصات مختلف استفاده می شود .(Bina et al,2009 and 40) کمک منعقد کننده ها با ایجاد پل بین ذرات ریز لخته حاصل از کار منعقد کننده ها، آنها را به صورت لخته های درشت و سنگین در آورده، عمل ته نشینی را سرعت می بخشند. همچنین محدوده pH بهینه را گسترش داده، مقدار مصرف ماده منعقد کننده را کاهش می دهند. هدف از اضافه کردن مواد کمک منعقد کننده افزایش دانسیته ذرات به هم چسبیده و کمک به ته نشینی سریعتر آنها است
.بطور معمول نمک های فلزی نظیر سولفات آلومینیوم، سولفات فریک، سولفات فرو، کلرید فریک و پلی آلومینیوم کلراید3 به عنوان منعقد کننده و ترکیباتی نظیر کربنات سدیم، بنتونیت4، سیلیکات سدیم5 (سیلس فعال) و انواع پلی الکترولیت های کاتیونی، آنیونی و غیر یونی به عنوان کمک منعقد کننده در تصفیه آب جهت حذف کدورت مورد استفاده قرار می گیرند (میرزایی و همکاران،1390و .(268
چون عملیات تصفیه در تصفیه خانه های فاضلاب برای حذف کافی نیستند در نتیجه فاضلابها بدون تصفیه ناکافی وارد آبهای پذیرنده می شوند که به نوبه خود باعث آلودگی محیط زیست و در نتیجه آسیب به بهداشت عمومی می گردند و حتی ممکن است وارد رودخانه ها و در یاچه ها شده و سبب به خطر انداختن زندگی آبزیان شوند (پور ابتهاج،.(1390 (میران زاده و مصطفایی، (1386 گزارش کردند که با استفاده از چهار نوع منعقد کننده شامل آلوم، سولفات فریک، کلرو فریک و آهک بهترین کارایی مواد منعقد کننده در دوز 20 میلی گرم در لیتر بدست آمد. بر اساس نتایج دوز20 میلی گرم در لیتر غلظت مواد معلق در پساب برای چهار نوع ماده منعقد کننده شامل آلوم، سولفات فریک، کلرور فریک و آهک از 215 میلی گرم در لیتر به ترتیب به 39/9 ، 11/8، 19/3 و 23/6 میلی گرم در لیتر و میزان کدورت نیز از 189 NTU به 39/3 ، 14/9 ، 21/3 و 27/4 کاهش یافت و در بین چهار منعقد کننده مورد آزمایش بهترین کارایی مربوط به سولفات فریک می باشد. همچنین (Liu et al,2001) نشان دادند که توسط فرآیند انعقاد، لخته سازی با دو ماده منعقد کننده آلوم و کلرورفریک با دوز 90 تا 100 میلی گرم در لیتر ماده منعقد کننده در پساب، COD %55 و % 90 تا TSS %100حذف شده است .مطالعه حاضر با هدف بررسی و ارزیابی کارایی استفاده ازسولفات آلومنیم به عنوان ماده منعقد کننده در حذف کدورت، روغن و جامدات معلق در پساب نمکزذایی به انجام رسید.
-2 مواد و روشها
این مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی و با استفاده از دستگاه جارتست در سال 1392 در آزمایشگاه کارخانه نمکزدایی گچساران واحد 2 شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران به منظور کارای منعقد کننده سولفات الومینیم در حذف کل جامدات معلق ، کدورت ، روغن و اکسیژن خواهی شیمیایی صورت پذیرفت. پس از تعیین محدوه مطالعاتی بر اساس نقشه های موجود محل نمونه برداری پساب مشخص گردید. محل جریان خروجی پساب از واحد نمکزدایی انتخاب گردید. در تحقیق حاضر ابتدا از مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده آنیونیک پلی الکترولیت محلول مورد نیاز (یک هزارم) تهیه می گردد سپس نمونه گیری از پساب انجام گرفته و در دمای آزمایشگاه مقدار 5 ،15 ،10، 20و 30 میلی گرم در لیتر از ماده منعقد کننده را در 5 بشر با ظرفیت یک لیتر که هر یک حاوی 400 میلی لیتر پساب بوده ریخته و نمونه ششم هم به عنوان شاهد انتخاب می گردد. ابتدا دستگاه جارتست با دور حداکثر 100 دور در دقیقه بمدت دو دقیقه در سرویس قرارا داده می شود و سپس مقدار 2 میلی گرم در لیتر ماده کمک منعقد کننده آنیونیک پلی الکترولیت اضافه می گردد و بمدت 30 دقیقه در دور 40 دور در دقیقه عملیات فوق ادامه پیدا خواهد کرد. پس از اختلاط آرام نمونه بمدت 30 دقیقه جهت ته نشینی در شرایط سکون نگه داشته می شود. سپس از قسمت صاف شده 100 میلی لیتر برداشته و آزمایشهای اندازه گیری میزان روغن ،کدورت و کل جامدات معلق انجام گرفت. pH به روش الکترومتری ، تعیین کدورت به روش تفرق سنجی (فتومتری) و با دستگاه Mi-415 (تربیدومتر پرتابل) کدورت سنج، جامدات معلق به روش فتومتری با دستگاه (اسپکتروفتومتر) Dr-5000 و تست روغن با اضافه کردن 20 سی سی کلروغرم به روش فتومتری با دستگاه اسپکترو فیک اندازه گیری شد. در نهایت تجزیه تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS 16 و در سطح معنی دار(3 0/05)0/05 و رسم نمودار در Excel 2010 صورت گرفت.
