بخشی از مقاله
چکیده:
دفع پسابها و پسماندهاي خطرناك و مضر در داخل مغارهاي نمکی از جمله تکنولوژيهاي جدید و مدرن در بحث مدیریت پسابها و پسماندها بوده و برخی از کشورها در این زمینه پیشرفتهاي قابل توجهی داشتهاند و توانستهاند که حجم قابل قبولی از این ضایعات را در داخل مغارها براي همیشه دفع کنند. سازندهاي نمکی ناتراوا بوده و نشت از داخل آنها به ندرت اتفاق میافتد. از سوي دیگر به دلیل خاصیت پلاستیسیتهي نمک، این مغارها کاهش حجم پیدا کرده و بسته میشوند. بدین ترتیب میتوان ضایعات را براي همیشه به نحوي ایمن در داخل آنها دفع کرد. با توجه به اینکه ایران از جمله کشورهاي دارندهي ذخایر عظیم نفت و گاز میباشد، توجه به مسئلهي دفعِ مناسب پسابها و پسماندها در شاخهي نفت و انرژي از مسائل مهم پیشروي شرکتهاي نفتی است. از طرف دیگر، با توجه به وضعیت زمینشناسی ایران، تعداد سازندهاي نمکی در داخل کشور زیاد بوده و مناطقی که پتانسیل ایجاد مغارهاي نمکی در آن وجود دارد، بسیار زیاد است.
نکتهي قابل توجه این است که تمرکز سازندهاي نمکی نیز در مناطق جنوبی و مرکزي ایران که کانون فعالیتهاي بزرگ نفتی است، میباشد. به همین جهت سیاستهاي مدرن مدیریت دفع پسماندها و پسابها در کشور میتواند بر پایهي تکنولوژيهاي جدید مثل دفع پسابها و پسماندها در مغارهاي نمکی بنا شود. با نگرش به همین رویکرد، در مقالهي حاضر، ابتدا پارامترهاي لازم براي پتانسیلیابی مغارهاي مناسب جهت دفع ضایعات نفتی مطالعه شده، سپس نوع پسابها و پسماندهاي مربوط به صنایع نفت و انرژي را که میتوان در این مغارها دفع کرد، بررسی شدهاند. در انتها نیز چگونگی کار شستشوي مغار و فرآیند دفع ضایعات در داخل مغارهاي نمکی مورد بحث قرار گرفته است. امید است با نگاه مثبت به این تکنولوژي مدرن، پیشرفت و بهبود هر چه بیشتر مدیریت پسابها و پسماندها در کشور به وقع پیوندد.
واژههاي کلیدي: مغارهاي نمکی، شستشوي مغار، دفع پسابها و پسماندها
-1 مقدمه
حفاريهاي نمکی اساساً فضاهاي بزرگی هستند که میتوانند مواد غیرحلال نمک را در خود نگهداري کنند. بهطور کلی استفاده از مغارهاي نمکی - Salt Cavern - به دو بخش دفع مواد یا ذخیرهسازي معطوف میباشد. از مغارهاي نمکی میتوان براي دفع مواد هستهاي خطرناك نیز استفاده کرد. یکی از این مخازن در گنبد نمکی Tatum در Mississippi اجرا شده است.[i ] اولین مغار هاي دفع مواد زاید احتمالاً در ارتباط با صنایعی به وجود آمدند که با نمک کار می کردند. براي مثال، در سال 1959 زبالههاي قلیایی کارخانه تولید Soda Ash در حفرات نمکی Holford - واقع در 30 کیلومتري جنوب شهر Manchester انگلستان - دفع شد.
دفع زباله هاي جامد سمی تولید شده توسط صنعت نفت در مغار هاي نمکی، یک روش ایمن، کاربردي، دائمی و اقتصادي میباشد. طراحی مغارها و تجهیزات آنها باید با توجه به فاکتورهاي زمینشناسی و طبیعت زباله ها انجام گیرد. معمولاً مغار هاي نمکی در عمق بیشتر از 350 m و داراي نفوذپذیري کم، گزینههایی ایدهآل براي دفع مواد زائد می باشند. امروزه در امریکا از حفرات نمکی براي دفع مواد زاید ناشی از فعالیت هاي نفتی استفاده می شود. در ایالت Texas امریکا حداقل 6 مغار براي دفع مواد زاید غیرخطرناك ناشی از فعالیت هاي نفتی - NOW= Non-hazardous Oilfield Waste - و یک مغار براي دفع NORM - Naturally Occurring Radioactive Materials - ایجاد شده است.[i i ]
میزان و مدت زمان به دور ماندن مواد دفع شده از آب هاي آشامیدنی یک فاکتور بسیار حیاتی است. در مناطقی که انحلال نمک هنوز ادامه دارد، جریان آب زیرزمینی سریع بوده و مسیر جریان کوتاه است. این گونه مناطق به منظور دفع زباله ها مناسب نیست. همانند سایر مغار ها که به منظورهاي مختلف ایجاد می شوند، دسترسی به یک منبع آب شیرین براي شستشوي مغار لازم است. رژیم جریان محلی و منطقهاي باید مشخص باشد. این کار می تواند با مطالعه ي شبکه ي شکستگی ها در لایه ي بالایی و پایینی مغار صورت گیرد. دانستن توزیع فشار و هدایت هیدرولیکی سنگ نیز لازم است. هدف نهایی از دفع مواد سمی در مغار هاي نمکی، داشتن ظرفیت بالاي دفع و مطمئن بودن از عایق بندي و ملاحظات زیستمحیطی در مدت زمان طولانی است. طراحی این مغارها ترکیب پیچیدهاي از بهداشت، زمینشناسی، مکانیک سنگ، هیدروژئولوژي و .... میباشد.
-2 عملیات شستشوي مغار
پروسه شستن نمک و ایجاد مغار فرآیندي کم خرج و کاملاً ساده میباشد بهطوريکه یک چاه در لایه زیرسطحی نمک حفر شده و با پمپاژ آب تمیز به داخل لایه و حل کردن نمک، آب نمک به بیرون منتقل می شود. به طور کلی دو روش براي ایجاد مغارهاي نمکی وجود دارد که تفاوت آن ها در شکل 1 کاملاً مشخص است. در هر دو روش از یک سیال محافظ به نام پوشش - Blanket - براي کنترل شکل مغار استفاده میشود .[i i i ] زمان شستشوي مغار به ازاي هر بیلیون فوت مکعب از حجم مغار ذخیره سازي، تقریباً 4 تا 6 ماه است. این زمان به فاکتورهاي زیادي که مهمترین آن دسترسی به منابع کافی آب تمیز است، وابسته است .[i v]
ارائه پوستري
اندازه عملیات و در نتیجه اندازه ي لوله ي استخراجی و لوله هاي جداري استفاده شده به فاکتورهاي زیادي مثل حجم مغار، طول چاه، در دسترس بودن آب، دفع نمک و انرژي مورد نیاز بستگی دارد. حجم آب لازم بر واحد حجم نمک خارج شده بین 6 تا 7 در حالت گردش معکوس - Reverse Circulation - و بین 10 تا 11 در حالت گردش مستقیم - Direct Circulation - میباشد. در روش مستقیم چون آب در نزدیکی کف مغار وارد می شود، شستشوي نمک در این نقطه بیشتر است. در زمان شروع شستشو در نزدیکی ورودي آب، جریان مغشوش وجود دارد. با افزایش قطر مغار، سرعت جریان نیز افزایش می یابد. بنابراین شرایط جریان مغشوش براي مدت زمان کمی برقرار است. در طی مراحل بعدي شستشو، ظرفیت تجهیزات می تواند عامل محدودکننده اي در ثابت نگه داشتن سرعت جریان باشد و فقط در نزدیکی هاي ورودي، جریان مغشوش باشد، اگرچه در سایر نقاط جریان آرام برقرار است. شکلِ فضاي حاصل از شستشوي نمک به یک استوانه شباهت دارد. در روش معکوس بیشترین شستشوي نمک در بالاي مغار اتفاق افتاده و شکل مغار شبیه به یک زنگ وارونه می شود. شرایط جریان نیز در زمان هاي مختلف متفاوت است و می تواند مشابه با روش مستقیم فرض شود. شرایط پوشش در هر دو روش مشابه هم است .[v] موقعیت عمودي آب تمیز تزریق شده و آب نمک برداشت شده هنگام شستشوي مغار، تاثیر زیادي در شکل مخزن دارد .[vi ]
-3 پسابها و پسماندهاي نفتی قابل دفع در مغارهاي نمکی
مواد زائد باید بر اساس پارامترهاي مختلف مثل رادیواکتیویته، سمی بودن، قابلیت حل در آب نمک یا آب تازه، محدودیت هاي آب شرب، ژئوشیمی، ضریب نفوذ و ... تقسیم بندي شوند. این تقسیم بندي باید در فشار و دماي واقعی مغار انجام شود. چون یک مغار به خاطر حجم زیاد خود از مواد زائد بسیاري تشکیل شده، احتمال واکنش بین این مواد نیز باید بررسی شود.
