بخشی از مقاله
چکیده
پرداختن به پاکسازي محیط زیست از دهه 1980 میلادي آغاز شد و تاکنون در حال رشد است. در این مدت سطح آگاهی از قابلیتها و محدودیتهاي فناوريهاي مختلف پاکسازي افزایش یافته است. در دهه اخیر، فناوريهاي پاکسازي به طور قابل توجهی بهبود یافتهاند و از شیوههاي محدود به شیوههاي نامحدود گسترش یافتهاند. فناوريهاي جدید و مبتکرانه بسیاري به منظور ارائه راه حلهاي سریعتر و ارزانتر براي صنایع نفت معرفی شدهاند. در این مقاله منشاء آلودگی در قسمتهاي مختلف صنعت نفت مورد بحث و بررسی قرار خواهند گرفت:
- اکتشاف و تولید
- پالایش
- انتقال و خطوط لوله
- مخازن و پایانهها
- جایگاههاي تعمیر ماشین
آلودگی قسمتهاي فوق در صنعت نفت را در این موارد مرور مینماییم: خاك و آب سطحی آلوده، لجن نفت خام، آب نمک و خاك حفاري، و مواد افزودنی مصنوعی در حفاري. مقاله حاضر سیر تکاملی فناوريهاي پاکسازي در ایالات متحده آمریکا از دهه 1990 میلادي تا کنون مرور مینماید. فناوريهاي ارائه شده شامل موارد زیر میباشند:
- خاك: حفاري خاك، تثبیت در محل و خارج از محل خاك و استحکام آن، اندودسازي خاك، عملیات گرمایی - در محل و درجا - ، شستشوي خاك، اکسایش خاك، پیل زیستی زیست پالایی.
- آب سطحی: پمپ و تصفیه، دمیدن هوا، استخراج مواد فرار از خاك، افزایش بازیافت خلاء،اکسایش درجا، عملیات گرمایی و زیست پالایی. چند مطالعه موردي که هر کدام چندین فناوري پاکسازي را استفاده میکنند ارائه خواهد شد.
واژگان کلیدي: فناوريهاي پاکسازي، آلایندهاي نفتی، پاکسازي خاك، تصفیه آب.
-1 مقدمه و مبانی نظري
در چند دهه اخیر با بهکارگیري فنّاوريهاي پاکسازي به منظور تمیز کردن آلودگیهاي زیر سطحی، این فنّاوريها دستخوش تغییرات زیادي شدهاند. این تغییرات با آهنگ بسیار سریعی انجام شده است. در طی این بازة زمانی، یاد گرفتهایم که چگونه فنّاوريهاي پاکسازي را براي آلودگیهاي خاك و آبهاي زیرزمینی اعمال کنیم. بر اثر فشار صنعت بر تقویت مستمر کارایی فنی و کاهش هزینههاي پاکسازي، فنّاوريهاي پاکسازي بهبود یافته و رشد نمودهاند. در ابتدا آبهاي زیرزمینی آلوده، نگرانیهاي زیادي ایجاد کرده بود. زیرا آبهاي زیرزمینی سیار هستند و در نتیجه، مشکلات زیستمحیطی را به خارج از منطقه منتقل میکنند. نگهداري از آلودگیها، به ایجاد سیستم پمپ و تصفیه به منظور کنترل منشأ آلودگی و حذف کلی آن منجر شد. یک دهه تجربه نشان میدهد که پمپ و تصفیه یک راهحل نیست و در واقع یک فناوري کارا براي تمیز کردن سریع و ارزان منطقه نمیباشد.
درك اینکه حذف کلی با استفاده از هوا به جاي آب - به عنوان محیط استخراجی - ، میتواند کارایی آن را به طور قابل توجهی افزایش دهد، منجر به توسعه فنّاوريهاي استخراجی در جا مانند SVE و پخش درجاي هوا گردید. البته میتوان در مورد این موضوع نیز بحث کرد که هدف اولیه براي بکار بردن این فناوري ها صرفهجویی اقتصادي بوده است. نتیجه نهایی این فناوريها، دستیابی به سطوح پاکسازي قابل قبول تر در زمانی کوتاهتر میباشد. موقعیت برد-برد در صنعت پاکسازي، به طور پیوسته مشوق ایجاد خلاقیت بوده که منجر به موارد زیر شده است: - 1 - راهحلهاي سریعتر و ارزانتر، - 2 - فنّاوريهاي درجاي کمتر تهاجمی، - 3 - فنّاوريهایی که از توانایی طبیعت براي تجزیه آلایندهها بهره میبرند.
از اواخر دهه 1970 تاکنون، در زمینه کاهش هزینههاي پاکسازي تحولات شگرفی رخ داده است. شیوههاي استخراج خارج از محل، مانند پمپاژ و تصفیه، با روشهاي استخراج درجا - که ابتدا شامل SVE و پخش درجاي هوا بودند - جایگزین شدهاند. در نتیجه شیوههاي استخراج درجا راهی براي دستیابی به شیوههاي درجاي غیر استخراجی و سرانجام، شیوههاي تخریب کلی درجا بودهاند که در بین فنّاوريهاي پاکسازي ترجیح داده میشوند. این الگوي تکاملی ما را به راهحلهاي طبیعی و افزایش راهحلهاي زیست شیمیایی متمرکز میکند. در این راهحلها شرایط زیست شیمیایی زیر سطحی موجود تقویت میشوند تا در پاکسازي سهیم گردند.
بیشترین تغییر جهت، در پنج تا ده سال اخیر بوجود آمده است. این امر به دلیل شناسایی و اثبات ارزش مکانیسمهایی است که در محدود کردن، کنترل و کاهش کلی آلایندههاي خاك و آبهاي زیر سطحی مشارکت دارند. تحت عناوین مختلف - شامل فرسایش طبیعی، فرسایش زیستی، پاكسازي طبیعی، فرسایش طبیعی نظارتی - 1 به روشهاي ماندنی در مناطق مناسب تبدیل شدهاند. در شرایط صحیح زیست شیمیایی و با بهکارگیري آنها به همراه سیستمهاي پاكسازي موجود، MNA میتواند امکان دستیابی به موفقیت در صرفهجویی اقتصادي و نیز ترمیم یک منطقه آلوده را بهطور قابل توجهی افزایش دهد.
-2 چشمانداز بازار پاكسازي
تاکنون فقط بخش کوچکی از پاكسازي مناطق توسط EPA در ایالات متحده انجام شده است. اغلب پروژهها توسط مالکیت خصوصی یا عمومی که مسئولیت آلاینده ها را به عهده دارند سرمایهگذاري شده است. EPA ایالات متحده در سال 2004 برآورد کرده است که پاكسازي کل مناطق خطرناك ملی، به 30 الی 35 سال زمان و در حدود 250 ملیارد دلار سرمایه نیاز دارد. EPA ایالات متحده پیشبینی نموده است که این هزینههاي سنگین باعث توسعه شیوهها و فنّاوريهاي پاكسازي و منجر به دستیابی به پاكسازي بهتر، ارزانتر، و سریعتر مناطق میگردد. توسعه فنّاوريهاي مقرون به صرفه، براي تصفیه درجاي آبهاي زیر سطحی میتواند میلیاردها دلار صرفهجویی به همراه داشته باشد.
-3 پاكسازي درجا
فنّاوريهاي پاکسازي درجا که به کار میروند به قرار زیر است:
-1-3 استخراج بخار خاك.1
یک سیستم استخراج بخار خاك معمولی، چاههاي استخراج بخار را به دستگاه دمنده یا پمپهاي خلاء متصل میسازد تا بخار را از ناحیه غیر اشباع زمین خارج نماید و در نتیجه سطح باقیمانده آلایندههاي خاكها کاهش دهد. با بهکارگیري خلاء و خارج نمودن بخار از چاههاي استخراج، جریان بخار در ناحیه غیر اشباع خاك القا میگردد. آلایندههاي تبخیر شده از خاك توسط جریان هوا تصرف میشود تا از چاه خارج گردند. در یک سیستم تصفیه سطحی، بخار سرد شده، جذب یا سوزانده میشود. در برخی موارد میتوان بخار را در جو رها نمود.
-2-3 پخش هوا/ پخش زیستی
هنگامی که آلایندههاي آلی فرار و یا آلایندههاي آلی که به راحتی تجزیهپذیر زیستی هستند، در آب زیر سطحی وجود داشته باشد، پخش در جاي هوا یک انتخاب مناسب است. این فرایند را میتوان بدین صورت تعریف نمود: تزریق هواي فشرده تحت فشار و حجم کنترل شده به سفرة آب زیرزمینی پایینتر از عمیقترین نقطه شناخته شده آلوده. مفهوم این فرآیند بسیاري را به خود جذب کرده است و استعداد این را دارد که به عنوان دواي درد همه مناطقی که آبهاي زیر سطحی آنها یا ترکیبات آلی فرار آلوده شده است باشد. مشکل محاسبات در مدلسازي فرایند چند فازي پخش هوا، موجب شده است که در این فناوري براي طراحی مهندسی سیستمها، به اطلاعات تجربی نیاز باشد.
-3-3 ازدیاد برداشت خلاء2
ازدیاد برداشت خلاء بکار بردن خلاء یا فشار منفی در یک چاه و سازند به منظور افزایش مایع بهدستآمده از آن چاه توسط افزایش برآیند کلی افت است. ازدیاد برداشت خلاء همچنین حذف کلی آلایندهها را افزایش میدهد زیرا با پایین رفتن سفرة آب، انتقال هواي خروجی، تبخیر و فرسایش زیستی را افزایش میدهد. سیستمهاي ازدیاد برداشت خلاء را میتوان براي دستیابی به اهداف پاكسازي متعددي به کار گرفت:
- افزایش بازیافت کلی آلایندههاي مایع بخصوص تحت شرایط به دسترسی کم
- آب گیري نواحی وارد و سپس استفاده از خلاء براي حرکت دادن هوا درون سازند براي تبخیر یا فرسایش زیستی رسوباتخاك یا
- از بین بردن آلایندههاي مایه و تبخیر یا فرسایش زیستی رسوبات در خاك
استفاده از سیستمهاي ازدیاد برداشت خلاء در پروژههاي پاكسازي محیط زیست دربرگیرنده اصلاحاتی روي شیوههاي مورد استفاده در سیستمهاي آب گیري کلاسیک است. ازدیاد برداشت خلاء به عنوان یک شیوه استاندارد به منظور یادگیري پایدارسازي سفرههاي با نفوذپذیري پایین، مورد استفاده قرار میگیرد. این شیوه سرعت آب گیري سفره هاي با نفوذپذیري بالا را افزایش داده و برداشت نفت را بالا میبرد.
-4-3 نواحی نفوذپذیر واکنشی درجا
