بخشی از مقاله
چکیده
در فرآیندهای مختلف مربوط به بهره برداری و پالایش نفت خام، پساب های صنعتی زیان باری برای محیط زیست تولید می شوند . روش های مختلفی برای تصفیه این پساب ها وجود دارد که انتخاب روش صحیح و مناسب ، اهمیت بسزایی دارد . در این تحقیق روش تصفیه یا جداکردن هیدروکربن های نفتی با استفاده از شناورسازی با گاز - - CFU و روش تصفیه هیدروکربن های نفتی با استفاده از بیوراکتورهای غشایی - - MBR مورد بررسی قرار گرفته است و ضمن معرفی هر دو روش، سعی شده تا مزایا و معایب هر یک مورد بررسی قرار گیرد ، تا بتوان مناسب ترین روش را از لحاظ هزینه های اقتصادی، بازدهی بالا و ... انتخاب کرد .
کلمات کلیدی: تصفیه ، پساب نفتی ، شناورسازی ، بیوراکتور غشایی ، میکرو فیلتراسیون
مقدمه
کشور ایران با ذخیره ای معادل 155 میلیارد بشکه نفت در چاه های خود موقعیت برجسته ای بین کشورهای خاورمیانه از نظر تولید نفت و گاز احراز کرده است. فرآیندهای اکتشاف ، استخراج ، بهره برداری و استفاده از نفت موجب بروز آلودگی های زیست محیطی می گردندکه بعضاً به دلیل حجم وسیع آلودگی ایجاد شده جبران ناپذیر می باشند. [1]همچون اغلب صنایع سنگین ، پالایشگاه های نفت نیز مقادیر زیادی آب مصرف می کنند . این صنعت در آلوده سازی پساب خروجی پیشرفت قابل توجهی داشته است.[12]در این میان فرایند نمک زدایی نفت یکی از تاثیر گذارترین آنها می باشد.نفت خام به هنگام استخراج از چاه دارای مقادیری آب ، نمک و مواد جامد می باشد که هر چه درصدشان بیشتر باشد مرغوبیت نفت کاهش می یابد ، از این رو نفت را به کارخانه نمک زدایی فرستاده تا آب نمک موجود در آن گرفته شود و این مراحل با افزودن مواد شیمیایی اکسیژن زدا ، ضد خوردگی ، ضد باکتری و ... به نفت صورت می گیرد .
این فرایند موجب تولید پساب های صنعتی حاصل از نمک زدایی شده که حاوی مقادیر زیادیآب ونمک و چربی و برخی فلزات سنگین است و بایستی طی فرایندی تصفیه شود . [2]هیدروکربن های نفتی تقریباً از دو قرن پیش به عنوان یک ماده آلاینده وارد محیط زیست شده اند و از زمان جنگ جهانی دوم مخصوصاً بعدازحادثه کشتی توری کنیون1در سال 1967درسواحل انگلستان ، این آلودگی ها به عنوان یک معضل در گزارشهای علمی مطرح گردیده اندوباعث تحریک علاقه جهانیان به بررسی آلودگی های نفتی وروش های پاکسازی آن شده اند. [5]از جمله روش هایی که در سال های اخیر در تصفیه این هیدرو کربن ها بازدهی خوبی داشته ،استفاده از بیوراکتورهای غشایی بوده است. ترکیب تکنولوژی غشاء با تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ، اولین بار در سال1969 توسط اسمیت2وهمکارانش گزارش شد . [6]
اولین بیوراکتور مستغرق در مقیاس آزمایشگاهی در سال 1989 و اولین واحد تجاری در سال 1991 راه اندازی شد. [7]امروزه در کشورهای توسعه یافته بیش از900بیوراکتور غشایی در مقیاس بزرگ صنعتی برای تصفیه فاضلاب های صنعتی و شهری بکار رفته است. [8]در مورد این سیستم ها می توان به مزایای کم بودن فضای مورد نیاز و بازده بالای آن اشاره کرد . ساوتون1 و همکارانش نیزنشان دادند که بیوراکتورهای غشایی هوازی ، قادربه تصفیه فاضلابهای صنعتی درمقیاس واقعی هستند . [9 ]توماس و همکارانش گرفتگی غشاهای مختلف لوله ای را در یک بیوراکتور غشایی مورد مطالعه قرار دادند و نشان دادند که افزایش سرعت تا محدوده ی خاصی باعث کاهش گرفتگی میشود و در صورتی که سرعت از آن محدوده فراتر رود به خاطر ایجاد فشار بیشتر خود باعث گرفتگی غشا میشود که این خود نوعی عیب برای این روش محسوب میشود. [10]
ازدیگرمعایب بیوراکتورهای تفکیک غشایی ، مصرف بالای انرژی است ،ولی امروزه بااستفاده ازغشاهای مستغرق میزان مصرف انرژی پایین آمده است . [11 ]یکی از راههای تصفیه جریان فاضلاب در صنعت چاههای ساحلی ، استفاده از واحد شناور سازی فشرده می باشد . [18]فرآیند تصفیه پساب نفتی با شناورسازی با گاز 2 - CFU - مزایای بسیار زیادی دارد که از جمله مهمترین ها آنها میتوان به ظرفیت خالص سازی بالا ،کاهش هزینه ها به خصوص هزینه های تعمیر ، وزن کم دستگاه و عدم وجود اجزای متحرک اشاره کرد .این فرآیند در سکو های نفتی از اهمیت خاصی برخوردار است ، چرا که آب حاصل از تصفیه پساب به دریا ریخته میشود که از نظر زیست محیطی بسیار مهم میباشد . طبق پروتکل کویت پسابی که به دریا ریخته میشود باید کمتر از10 ppm هیدروکربن داشته باشد .[3] که این روش توانسته مقدار هیدرو کربن خروجی را به حد ایده آل خود برساند تا تخلیه ی این پساب به دریابرای محیط زیست ضرر نداشته باشد.
روش جداکردن هیدروکربن های نفتی بااستفاده ازشناورسازی باگاز - CFU -
از سال 1991 به بعد ، تکنولوژی CFU در حال پیشرفت و گسترش بوده و شرکت های نفتی به طور مشترک به امتحان و بررسی این تکنولوژی در دریاهای شمال پرداخته اند.اپراتورهای اصلی در سراسر جهان ، تکنولوژی CFU را بررسی کرده و در تاسیسات خود نصب کرده اند. [13 ] این تکنولوژی می تواند مقدار آب تولیدی3 نفت را به زیر 5ppmکاهش دهد . همچنین بررسی ها نشان داده که آلاینده های نفتی قابل حل مضر، همچون فنل های قلیایی و دیگر ترکیبات را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می دهد . تکنولوژی CFU یک جایگزین مطمئن و مقرون به صرفه برای سیستم های قدیمی تصفیه آب تولید شده است . [14 ]این واحد شامل یک مخزن شناورسازی متراکم عمودی است که در واقع نوعی جداکننده چند مرحله ای - نفت / آب / گاز - به حساب می آید و هیچ گونه بخش متحرکی ندارد و بدون این که به انرژی بیرونی نیاز داشته باشد ، با
