حضور ترکیبات آلی در آب یکی از عمدهترین منابع اصلی آلودگی محیطهای آبی میباشند. امروزه گازها اهمیت خاصی پیدا کرده اند به طوری که عمده خوراکهای صنایع شیمیایی گازها هستند که میتوان به آمونیاک، نیتروژن، اکسیژن، گازهای طبیعی اتیلن و پروپیلن اشاره کرد. جداسازی یک یا چند گاز در بسیاری از صنایع لازم و ضروری است. بسیاری از این ترکیبات برای جانوران و گیاهان و محیط زیست خطرناک هستند. ترکیبات آروماتیک سمیتر از ترکیبات آلیفاتیک هستند و اجزای با وزن ملکولی متوسط سمیتر از اجزای سنگینتر (نظیر قیرها) میباشند. از فرایندهایی که امروزه برای جداسازی به کار میروند میتوان به تقطیر سرمایشی، جذبسطحی، جذب و جداسازی غشایی اشاره کرد ] 4 – 1 [ .
در فرایندهای زیادی در پالایشگاهها، پتروشیمیها و صنایع زیردستی نیاز به آب وجود دارد ولی در همه این فرایندها نیاز به آب تصفیه شده با درجه ی خلوص بالا نیست و میتوان از آبهای بازیابی شده نیز در بسیاری از موارد استفاده کرد. قسمت عظیمی از آب مورد استفاده می تواند بازیابی گردد و کسری از آن به علت تبخیر در مراحل مختلف هدر میرود. عمدهترین منابع تولید پسابهای نفتی و پالایشگاهی، جریان پساب حاصل از عملیات نفتی و گازی میادین خشکی و دریایی است. بازیابی پسابها به خصوص در نواحی نفت خیز خشک به دلیل کمبود آب بسیار مهم است. حجم آب تولیدی در حین فرایندهای نفتی که اصطلاحاً به آن آب تولید شده گفته می شود در مورد میادین خشکی ایالات متحده سالانه در حدود 33 میلیارد بشکه تخمین زده شده است . این آبهای تولیدی به علت دارا بودن مقادیر قابل توجهی مواد نفتی، آلی و معدنی قابلیت تزریق به چاه یا تخلیه در آبهای سطحی را ندارند ] 5 [. شکل 1-1 یک نمونه از موازنه آب در یک پالایشگاه را نشان میدهد.
به طور تقریبی 5 تا 3/5 متر مکعب پساب (با فرض اینکه آب خنک کن مورد استفاده در پالایشگاه بازگردانی شود) به ازای هر تن نفت خام ورودی به پالایشگاه تولید می شود و کیفیت پسابهای تولیدی و خصوصیات آنها به نوع و وضیعت فرایند بستگی دارد ] 6 [.
2-1- ترکیبات موجود در پسابهای پالایشگاهی
پسابهای حاصله از بخشها و فرایندهای مختلف بسته به ماهیت هر مرحله دارای مشخصههای آلایندگی متفاوتی هستند. ترکیبات حاضر در پساب های مختلف عبارتند از هیدروکربنها (آلیفاتیک یا آروماتیک)، کامپونتهای نیتروژن، ترکیبات فنلی، نفتخام، حلالها، کلریدها، گوگرد و … ] 7 [. در جدول 1-1، منابع آلایندههای صنایع پالایشگاهی آورده شده استو
همان گونه که در جدول فوق بیان شده است منابع مختلف و همچنین آلایندههای مختلفی برای برای ایجاد آلودگی در آب در صنایع پالایشگاهی و صنایع زیردستی وجود دارد از آنجا که در این پروژه تمرکز ما در حذف آمونیاک میباشد از بیان سایر آلایندهها و روشهای حذف آنها خودداری میکنیم.
3-1- استاندارد دفع پساب
صنعتی شدن موجب پیشرفت اقتصادی کشورها می گردد. با این حال ، موجب مصرف منابع طبیعی و افزایش تقاضای انرژی نیز می شود. به علاوه ضایعات صنعتی یکی از نگرانی های محیط زیستی است. دفع فاضلاب بدون تصفیه مناسب می تواند اثرات مخرب طولانی مدتی به خصوص بر روی گیاهان و آبزیان منطقه داشته باشد. از این رو لازم است که صنایع با آلودگی بالا روشهای تصفیه مناسبی را برای کاهش آلودگی پساب های خود در نظر بگیرند] 7 ، 6 [ بدین منظور، برای پساب هایی که وارد محیط زیست می شوند، استانداردهایی تعیین شده است. این استانداردها بر حسب اینکه پساب ها وارد چه محیطی می شوند، متفاوت است. برای مثال، استاندارد آب دریا و آب مورد استفاده در کشاورزی متفاوت است. جدول (1-2) حدود مجاز برخی آلاینده های صنعتی برای تخلیه به آب های سطحی ، چاه جاذب و
مصارف کشاورزی و آبیاری را نشان می دهد.
تبصره 1 – تخلیه با غلظت بیش از میزان مشخص شده در جدول در صورتی مجاز خواهد بود که پساب خروجی ،غلظت کلراید ،سولفات و مواد محلول منبع پذیرنده را در شعاع 200 متری بیش از 10 درصد افزایش ندهد.
تبصره 2 – تخلیه با غلظت بیش از میزان مشخص شده در جدول در صورتی مجاز خواهد بود که پساب خروجی ،غلظت کلراید ،سولفات و مواد محلول پساب خروجی نسبت به آب مصرفی بیش از 10 درصد نباشد.
تبصره 3 – درجه حرارت باید به میزانی باشد که بیش از 3 درجه سانتیگراد در شعاع 200 متری محل ورود آن، درجه حرارت منبع پذیرنده را افزایش یا کاهش ندهد.
تبصره 4 – تعداد تخم انگل ( نماند) در فاضلاب تصفیه شده شهری در صورت استفاده از آن جهت آبیاری محصولاتی که به صورت خام مورد استفاده قرار میگیرند، نباید بیش از یک عدد در لیتر باشد.
در میان آلاینده های موجود درآبهای فرایندی که نیاز به تصفیه دارند، غلظت عمومی آمونیاک در پسابهای تولید شده در پالایشگاههای نفت و پتروشیمی متفاوت میباشد و خروجی از واحد های سنتی حاوی مقادیر آمونیاک بیشتر ازحد قبول استانداردهای بین المللی است.
مقادیر آمونیاک موجود در پسابهای آلوده به آمونیاک که به آبهای سطحی تخلیه میشوند گاهی به 2000 میلیگرم بر لیتر میرسد، این مسأله مخرب و تأسفبار است.
4-1- مشکلات ناشی از وجود آمونیاک وکامپونتهای نیتروژن در آب
تعداد زیادی فرایند های صنعتی در صنایع پالایشگاهی و در صنایع زیردستی وجود دارد که لازم است آمونیاک (NH3) وکامپونت های نیتروژن از ترکیبات سایر گازها یا بخار های آبی جدا شود. وجود کامپونت های نیتروژن و آمونیاک در آب باعث چنین مشکل محیطی می شوند ] 7 ، 6 [. برخی از این مشکلات عبارتند از :
– انباشتگی در آب های سطحی
– افزایش اثر سمی بر روی ماهیان
– کاهش ضریب ضدعفونی
– خطر مسمومیت ساکنین ساحلی
– افرایش میزان اکسیژن حل نشده در آب
– مشکلات بچه های مبتلا به یرقان و …
بنابراین کنترل کامپونتهای نیتروژن و آمونیاک در پسابهای صنعتی و همچنین آبهای سطحی الزامی است ] 7 [ .
5-1- روشهای حذف آمونیاک و کامپونتهای نیتروژن در آب
تلاش های زیادی برای حذف یا جذب آمونیاک و کامپونتهای نیتروژن از آبهای سطحی و پسابهای صنعتی شدهاست تا یک روش جذب عملی وکارآمد برای رفع این مشکل مطرح شود ] 7 [. روشهای زیادی برای جداسازی آمونیاک و کامپونتهای نیتروژن آزمایش شده است ] 7 [، از قبیل :
– تخریب حرارتی
– تبخیر
– روشهای شیمیایی و فیزیکی
– روشهای بیولوژیکی شامل نیتروژن دهی / نیتروژن گیری
– کلردار کردن نقطه شکست
– تبادل آهن
– زدودگی هوا
– جداسازی با انجماد کامل
– روش های غشایی
روشهای معمول در تصفیه پسابهای آلوده به آمونیاک در صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی تخریب حرارتی، تبخیر و فرایندهای جذب و واجذب غشایی میباشد ] 7 [ . روش های تخریب حرارتی و تبخیر دارای معایب متعددی هستند، از قبیل :
– فرایند شدیداً به تغییر کیفیت پساب حساس است.
– تجهیزات به کار رفته اندازه بزرگی دارند.
– در برخی از موارد ماده شیمیایی نیاز است.
– بسته به کاربرد آن هزینه عملیات ممکن است بالا باشد.
– ممکن است حجم لجن زیادی تولید شود.
– نمی توان به خلوص با درجات بالا دست یافت.
– نیاز به کنترل دقیق و اپراتورهای با مهارت برای رسیدن به عملیات بهینه دارد.
با توجه به معایب بیان شده و اهمیت آبهای عاری از آلودگی در صنایع مختلف وهمچنین آبهای سطحی روشهای نوین غشایی مطرح شدند.
فرم در حال بارگذاری ...
