تصفیه فاضلاب صنایع پتروشیمی، نفت و گاز چالشی جدی به شمار می‌رود، زیرا این فاضلاب‌ها حاوی ترکیبات آلاینده‌ای پیچیده و متنوع هستند. با توجه به این پیچیدگی، انتخاب تکنولوژی‌های مناسب تصفیه فاضلاب صنعتی این حوزه حیاتی و مستلزم شناخت کامل ویژگی‌ها و خصوصیات کیفی و تسلط بر فناوری های نوآورانه است، تا بتوان با کاهش هزینه‌ها و افزایش راندمان فرآیندها، فرصت‌های جدیدی برای بازچرخانی فاضلاب و استفاده مجدد از آب ایجاد کرد.
صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به عنوان یکی از مهم‌ترین بخش‌های اقتصادی کشور، نقشی کلیدی در تأمین انرژی و تولید مواد اولیه صنایع دیگر ایفا می‌کنند. در ایران، مصرف آب صنعت پتروشیمی نسبت به سایر بخش‌ها بسیار ناچیز است. به‌طوری‌که کل مصرف آب این صنعت معادل فقط ۸ روز برداشت از سدهای مخزنی کشور است. با این حال، به‌دلیل کمبود منابع آبی و اهمیت حفظ محیط‌زیست، بهینه‌سازی مصرف آب و بازچرخانی پساب در این صنعت ضروری است. تصفیه فاضلاب در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی نه‌تنها برای حفظ منابع آبی بلکه برای رعایت الزامات قانونی و استانداردهای زیست‌محیطی ضروری است.
پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی یکی از ده ها خدمات شرکت شمیم شریف است که در ادامه قصد داریم درباره آن بیشتر صحبت کنیم. در صنعت پتروشیمی برای تولید نفت خام از آب استفاده میشود. به دنبال آن آب با آلودگی های نفتی و روغنی ترکیب میشود و فاضلاب های پتروشیمی تشکیل می دهد. یکی از موارد مصرف آب در صنعت نفت، تزریق آّب به درون چاه برای ازدیاد برداشت نفت است. در این حالت محصول خروجی از چاه نفت، مخلوطی از آب و نفت است که پس از جداسازی، نفت جهت پالایش به پالایشگاه و پتروشیمی ارسال شده و آّب نیز تصفیه و مجددا برای تزریق در چاه نفت استفاده می شود.
عوامل تولیدکننده فاضلاب پتروشیمی
در صنایع پتروشیمی، نفت و گاز منابع بسیاری هستند که موجب تولید فاضلاب روغنی می شوند. از جمله این عوامل می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- شکست نفت خام
- شکست حرارتی و کاتالیستی
- شستن مخزن‌ها و غیره.
همچنین امولسیون آب و روغن مصارف بسیاری در صنایع وابسته به فلزات دارد. امولوسیون آب و روغن که از لحاظ شیمیایی پایدار شده است برای محیط زیست بسیار خطرناک است. امولوسیون روغن و آب باعث افزایش BOD ، ایجاد بو و کدورت می شود. به دلیل غلظت بالای امولوسیون آب و روغن و خطرناک بودن این امولوسیون برای حیات آبزیان، حذف روغن از فاضلاب بسیار مهم و ضروری است.
منابع تولید فاضلاب نفت، گاز و پتروشیمی
یکی از مواردی که به هنگام خرید پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی باید به آن توجه داشت، منشأ و منابع تولید فاضلاب است. بسته به نوع فاضلاب، روش ها و دستگاه های متفاوتی به کار گرفته می شود. عوامل متعددی در تولید فاضلاب پتروشیمی دخیل هستند. از جمله منابع تولید فاضلاب پتروشیمی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تخلیه مستقیم از واحدهای تولید
- تخلیه ناگهانی از سیستم های خنک کننده و تولید بخار
- آب خروجی از مخازن طی جابجایی محصولات
- سیلاب های آلوده ناشی از بارش باران در مناطق تولید
- جریان های گوناگون ناشی از سرریز، نشت و غیره
- آب حاصل از بارندگی و فاضلاب بهداشتی
- آب فرآوری
انواع فاضلاب پتروشیمی، نفت و گاز
انواع فاضلاب پتروشیمی، نفت و گاز در جدول زیر ارائه شد. این جدول شامل منابع تولید، ویژگی‌های کیفی و چالش‌های تصفیه هر نوع فاضلاب است.
| نوع فاضلاب | ویژگی‌های کیفی | منابع تولید | چالش‌های تصفیه |
|---|---|---|---|
| پساب حفاری (Drilling wastewater) | TSS بالا – pH متغیر – مواد شیمیایی مختلف مانند بنتونیت، پلیمرها | این پساب حاصل عملیات حفاری چاه‌های نفت و گاز است | شوری بالا، دشواری جداسازی مواد جامد معلق |
| آب تولیدی (Produced Water) | TDS: تا 300,000 mg/L؛ pH: 4–8؛ حاوی هیدروکربن‌ها، فلزات سنگین، مواد رادیواکتیو طبیعی | استخراج نفت و گاز از مخازن زیرزمینی | شوری بالا، ترکیبات سمی و مقاوم در برابر تجزیه، نیاز به فناوریهای پیشرفته تصفیه |
| فاضلاب روغنی (Oily Wastewater) | روغن‌های آزاد و امولسیون‌های نفتی زیاد؛ TDS متغیر؛ pH: 6–12 | شست‌وشوی تجهیزات، نشت نفت، روان‌آب‌های سطحی آلوده | جداسازی دشوار امولسیون‌های پایدار، نیاز به فناوریهای خاص مانند انعقاد الکتریکی یا DAF |
| فاضلاب فرایندی (Process Wastewater) | حاوی ترکیبات مختلف شیمیایی پیچیده مانندVOCs، فنولها، ترکیبات نیتروژن دار و گاهی شوری و دمای بالا. | فاضلاب ناشی از فرایندهای مختلف پالایش، جداسازی، نمک زدایی، بازیابی حلال ها | سمیت زیستی، نیاز به فناوریهای شیمیایی، جداسازی امولسیون ها، تجهیزات مقاوم به خوردگی و کنترل بو |
| فاضلاب بهداشتی (Sanitary Wastewater) | BOD و COD کم تا متوسط؛ pH: 6–8، حضور پاتوژن ها | سرویس‌های بهداشتی و آشپزخانه‌های پلنت | نیاز به تصفیه بیولوژیکی مؤثر برای جلوگیری از آلودگی محیط‌زیست |
| آب تخلیه‌شده از سیستم‌های خنک‌کننده و دیگ‌های بخار (Cooling and Boiler Blowdown) | دمای بالا؛ حاوی مواد شیمیایی ضدخوردگی و رسوب‌گیرها؛ TDS بالا؛ pH معمولاً قلیایی | تخلیه آب از سیستم‌های خنک‌کننده و دیگ‌های بخار | نیاز به کاهش دما و حذف مواد شیمیایی قبل از تخلیه یا بازیابی |
| روان‌آب سطحی آلوده (Contaminated Stormwater Runoff) | حاوی نفت، روغن، TSS نسبتا بالا، فلزات سنگین؛ TDS و pH متغیر بسته به شرایط محیطی | بارندگی که با سطوح آلوده تماس پیدا می‌کند | نیاز به تصفیه برای جلوگیری از ورود آلاینده‌ها به محیط‌زیست |
ضرورت تصفیه فاضلاب پتروشیمی
پساب تولیدی در صنایع نفتی و پتروشیمی، مجموعه بزرگی از آلاینده های مختلف است. ورود هر نوع پساب و فاضلاب نفت، گاز و پتروشیمی به محیط زیست می تواند برای سلامت آب ، خاک، آبزیان، انسان ها و سایر موجودات خطرناک باشد. مواد جامد و کلوئیدی معلق، مهم ترین آلاینده های موجود در فاضلاب پتروشیمی هستند. این مواد تا دمای 103-105 درجه سانتی گراد نیز از بین نمی روند.
گازهای بسیار بد بو که به دلیل تجزیه مواد آلی و گازهای محلول در فاضلاب بوجود می آیند، کربوهیدرات ها، مواد پاک کننده، دما، رنگ، پروتئین ها، انواع چربی های غیر قابل تجزیه توسط میکروارگانیسم ها، BOD، COD، TOC، کلریدها، فلزات سنگین، نیتروژن، ترمیبا غیر آلی سمی، فسفر، دی اکسید کربن، آمونیاک، متان، انواع باکتری های بیماری زا از قبیل سالمونا، شیگا، ویبریوکلرا، پرسینیا، کمپیلوباکتر و انواع ویروس و جلبک های مضر همگی مواردی هستند که باید با تصفیه فاضلاب پتروشیمی نسبت به حذف آنها اقدام نمود.
فرایندهای تصفیه فاضلاب پتروشیمی
همانطور که گفته شد، فاضلاب های صنایع نفت و گاز حاوی ترکیبات آلی و معدنی متنوعی است که برای تصفیه آن ها لازم است ترکیبی از فرایندها را به کار گرفت. در جدول زیر، مروری جامع بر مهم‌ترین فرایندهای تصفیه فاضلاب در صنایع نفت و گاز ارائه شده است، همچنین این جدول، فرایندها را از نظر نوع فرایند، آلاینده‌های هدف، مزایا و محدودیت‌ها مقایسه می‌کند. این جدول هم شامل روشهای کلاسیک مانند API Separator و DAF است و هم فناوریهای نوین مانند AOPs، سیستم‌های غشایی، و فناوریهای هیبریدی. استفاده از این جدول به تصمیم‌گیران، مهندسان و طراحان تصفیه‌خانه‌ها کمک می‌کند تا با در نظر گرفتن نوع پساب و شرایط پروژه، مناسب‌ترین ترکیب فرایندها را انتخاب کنند.
مروری بر فرایندهای تصفیه فاضلاب در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
| فرایند | مزایا | آلاینده‌های هدف | نوع فرایند | محدودیت‌ها |
|---|---|---|---|---|
| API Separator | ساده و کم‌هزینه | روغن آزاد، جامدات معلق | جداکننده ثقلی | عدم حذف امولسیون و مواد محلول |
| DAF (Dissolved Air Flotation) | کارایی بالا در حذف چربی | چربی، روغن، ذرات معلق | شناورسازی | نیاز به انرژی، لجن‌زایی |
| ASP / MBBR / MBR | حذف آلی قوی، کیفیت بالا | BOD، COD | بیولوژیکی | حساس به سمیت و شوری |
| Coagulation-Flocculation | افزایش کارایی مراحل بعدی | TSS، COD، روغن امولسیون | شیمیایی | تولید لجن شیمیایی |
| Activated Carbon Adsorption | مناسب برای پساب نهایی | BTEX، فنولها | جذب سطحی | هزینه احیا یا تعویض بالا |
| Neutralization Systems | جلوگیری از خوردگی و آسیب | اسیدها و بازها (تنظیم pH) | شیمیایی | نیاز به تنظیم دقیق |
| AOPs (Advanced Oxidation Processes) | حذف ترکیبات مقاوم، کاهش سمیت | ترکیبات آلی مقاوم، BTEX | اکسیداسیون شیمیایی پیشرفته | گران، نیاز به کنترل دقیق |
| Membrane Tech (UF, NF, RO) | آب با کیفیت بالا، حذف وسیع | نمک‌ها، میکروارگانیسم‌ها، COD | غشایی | گرفتگی غشاء، گران |
| Electrocoagulation / Electrooxidation | بدون مواد شیمیایی زیاد | روغن، فلزات سنگین، COD | الکتروشیمیایی | مصرف انرژی بالا |
| Constructed Wetlands | دوستدار محیط‌زیست، طبیعی | BOD، فلزات، نیتروژن | بیولوژیکی طبیعی | نیاز به فضای زیاد |
| Hybrid Systems (MBR+AOP, DAF+RO) | ترکیب مزایای چند روش | ترکیبات آلی، نمک، روغن | ترکیبی | پیچیدگی بالا و هزینه زیاد |
انواع مراحل تصفیه پساب پتروشیمی
برای حذف آلاینده‌های نفتی بایستی مجموعه‌ای شیوه‌ها و مراحل تصفیه را انجام داد. به همین خاطر مراحل تصفیه پساب پتروشیمی مجموعه‌ای مراحل متعدد است که بایستی به دقت انجام شوند تا از ورود آلاینده به محیط زیست جلوگیری کنند. مراحل به کار رفته در پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی عبارتند از:
- پیش تصفیه ( تصفیه فیزیکی )
- تصفیه اولیه (تصفیه شیمیایی)
- تصفیه ثانویه (تصفیه بیولوژیکی)
- ضدعفونی
انواع روشهای تصفیه فاضلاب پتروشیمی
در پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی روشهای مختلفی را می‌توان قرار داد. همان طور که گفته شد مراحل و روشهای به کار رفته بستگی به نوع پساب و میزان آلودگی دارد. از شیوه‌ها و روشهای رایج به کار رفته در پکیج تصفیه پساب پتروشیمی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ازن زنی
- انعقاد شیمیایی
- بیولوژیکی
- اکسیداسیون
- فیلتراسیون
- تبادل یونی
- فرآیندهای الکتروشیمیایی
- جذب سطحی
- چربی گیر
کاربرد ازن در تصفیه فاضلاب صنایع نفت و گاز
استفاده از ازن (O₃) در تصفیه فاضلاب صنایع نفت و گاز به‌عنوان یکی از مؤثرترین فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)، طی سال‌های اخیر رشد چشم‌گیری داشته است. این فناوری به‌دلیل قدرت اکسیدکنندگی بسیار بالا، می‌تواند ترکیبات آلی پایدار و مقاوم را که اغلب در پساب‌های نفتی و پتروشیمیایی وجود دارند، به ترکیبات ساده‌تر و کم‌خطر تبدیل کند. ازن به‌عنوان یک ماده گازی ناپایدار، در محل تولید شده و مستقیماً وارد سیستم تصفیه میشود.
نقش ازن در حذف آلاینده‌های مقاوم
در فاضلاب صنایع نفت و گاز، ترکیباتی نظیر BTEX (بنزن، تولوئن، اتیل‌بنزن و زایلن)، فنولها، ترکیبات نفتی معلق و بعضاً فلزات سنگین یافت میشود. ازن قادر است بسیاری از این ترکیبات آلی پایدار را با ایجاد واکنش‌های زنجیره‌ای به‌سرعت تجزیه کرده، نسبت BOD/COD را بهبود دهد و سمیت زیستی فاضلاب را به‌طور قابل توجهی کاهش دهد. این ویژگی، ازن را به گزینه‌ای کارآمد برای پیش‌تصفیه فاضلاب نفتی پیش از ورود به مراحل بیولوژیکی تبدیل کرده است.
مزایای کاربرد ازن در تصفیه فاضلاب نفتی
یکی از مهم‌ترین مزایای استفاده از ازن، عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی خارجی است. برخلاف فرآیندهایی مانند کلرزنی، ازن پس از واکنش به اکسیژن تبدیل میشود و هیچ‌گونه پسماند سمی یا مضر از خود باقی نمی‌گذارد. همچنین این گاز می‌تواند موجب بهبود پارامترهایی مانند COD، رنگ، بو و سمیت پساب شود. سرعت بالای واکنش‌های اکسیداتیو نیز باعث کاهش زمان ماند هیدرولیکی در سیستم میشود که برای پالایشگاه‌ها و واحدهای پتروشیمی با دبی بالای جریان، بسیار حائز اهمیت است.
محدودیت‌ها و ملاحظات اجرایی
استفاده از ازن در تصفیه فاضلاب نفتی با چالش‌هایی نیز همراه است. ازن گازی ناپایدار است و باید در محل تولید و بلافاصله مصرف شود. این امر باعث افزایش هزینه‌های اولیه برای تأمین ازن ژنراتور صنعتی میشود. همچنین در برخی موارد، ازن به تنهایی قادر به اکسیداسیون کامل ترکیبات آلی پیچیده نیست و ممکن است نیاز به ترکیب با هیدروژن پراکسید (H₂O₂) یا اشعه UV داشته باشد تا به راندمان بالاتری برسد (فرآیندهای ترکیبی O₃/H₂O₂ یا O₃/UV).
کاربرد ازن در واحدهای واقعی
در برخی پالایشگاه‌ها و واحدهای پتروشیمی، ازن به‌عنوان بخشی از سیستم پیش‌تصفیه جهت حذف روغن، کاهش COD و بهبود عملکرد راکتورهای بیولوژیکی مورد استفاده قرار گرفته است، برخی از این موارد در ادامه ارائه شده است. لازم به ذکر است که استفاده از ازن به‌ویژه در مناطقی که محدودیت‌های زیست‌محیطی سختگیرانه دارند، بسیار توصیه میشود.
1. مجتمع پتروشیمی سیچوان چین (PetroChina – Sichuan Petro)
در این پروژه، شرکت SUEZ یک سیستم تصفیه فاضلاب جامع برای مجتمع پتروشیمی سیچوان طراحی و اجرا کرد. این سیستم شامل پیش‌تصفیه، تصفیه بیولوژیکی و در مرحله نهایی، استفاده از اکسیداسیون با ازن و فیلترهای بیولوژیکی غرقابی (BAFF) بود. هدف اصلی، کاهش COD به کمتر از 60 میلی‌گرم بر لیتر و بازیافت بیش از 70٪ از فاضلاب برای استفاده در برج‌های خنک‌کننده بود.
2. پالایشگاه نفت در آفریقای جنوبی
مطالعه‌ای در سال 2024 در آفریقای جنوبی نشان داد که استفاده از ازن به‌تنهایی می‌تواند ترکیبات مقاوم مانند BTEX و فنولها را در فاضلاب پالایشگاه نفتی با راندمان بالا حذف کند. این فرآیند منجر به کاهش قابل توجه COD و سمیت زیستی فاضلاب شد.
3. پالایشگاه نفت در عراق
در یک مطالعه در عراق، فاضلاب پالایشگاه نفت با استفاده از ازن تصفیه شد. نتایج نشان داد که ازن توانست COD را تا 69.87٪، فنولها را تا 77.78٪ و TDS را تا 78.76٪ کاهش دهد.
4. پالایشگاه نفت در قزاقستان
در قزاقستان، مطالعه‌ای مقایسه‌ای بین استفاده از ازن و اکسیژن اتمسفری برای تصفیه فاضلاب پالایشگاه نفت انجام شد. نتایج نشان داد که ازن با حضور کاتالیزور دی‌اکسید منگنز، راندمان بالاتری در کاهش COD و بهبود شفافیت آب دارد.
این نمونه‌ها نشان‌دهنده اثربخشی بالای ازن در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی پیچیده در صنایع نفت و گاز هستند. با توجه به توانایی ازن در اکسیداسیون ترکیبات مقاوم و کاهش بار آلودگی، استفاده از این فناوری می‌تواند به بهبود کیفیت پساب و رعایت مقررات زیست‌محیطی کمک کند.
بررسی کاربرد ازن ژنراتور در تصفیه فاضلاب پتروشیمی
ازن ژنراتور (Ozone Generator) به‌عنوان یک فناوری پیشرفته در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی، به‌ویژه در صنایع نفت و گاز، توجه زیادی را جلب کرده است؛ چراکه از توانایی بالایی در اکسیداسیون ترکیبات آلی مقاوم برخوردار است. البته کارایی این فناوری با توجه به نوع فاضلاب و ترکیب آلاینده‌ها متفاوت خواهد بود. در ادامه، به بررسی تأثیر ازن در تصفیه انواع مختلف فاضلاب‌های مرتبط با صنایع نفت و گاز می‌پردازیم.
1. فاضلاب فرایندی (Process wastewater)
کاربرد ازن: بسیار مناسب
فاضلاب‌های شیمیایی حاوی ترکیباتی مانند فنولها، رنگ‌ها، ترکیبات آروماتیک و بیوسایدها هستند که به‌سختی توسط روشهای بیولوژیکی تجزیه میشوند. ازن به‌عنوان یک اکسیدکننده قوی می‌تواند ساختار این ترکیبات را شکسته و آنها را به مواد قابل تجزیه زیستی تبدیل کند. این فرآیند معمولاً به‌عنوان پیش‌تصفیه یا مرحله نهایی برای کاهش COD به‌کار می‌رود.
2. فاضلاب روغنی (Oily Wastewater)
کاربرد ازن: متوسط تا محدود
در فاضلاب‌های روغنی، ازن می‌تواند بخشی از هیدروکربن‌های محلول را اکسید کند؛ اما برای حذف روغن‌های آزاد یا امولسیون‌شده، کارایی کمتری دارد. بهتر است از ازن پس از جداسازی فیزیکی روغن (برای مثال پس از API یا DAF) برای حذف باقیمانده‌های آلی محلول استفاده شود.
3. آب تولیدی (Produced Water)
کاربرد ازن: محدود و موردی
آب‌های همراه نفت معمولاً دارای شوری و TDS بالایی هستند که می‌تواند کارایی ازن را کاهش دهد. در این موارد، ازن به‌صورت موردی برای کاهش ترکیباتی مانند BTEX یا ترکیبات آروماتیک و در کنار سایر فرآیندها استفاده میشود.
4. فاضلاب بهداشتی (Sanitary Wastewater)
کاربرد ازن: خوب ولی اقتصادی نیست
ازن در ضدعفونی فاضلاب‌های بهداشتی مؤثر است و می‌تواند جایگزین مناسبی برای کلر باشد؛ اما به‌دلیل هزینه‌های بالای سرمایه گذاری اولیه ازن، استفاده از آن در فاضلاب‌های انسانی فقط در شرایط خاص توصیه میشود.
5. پساب برج‌های خنک‌کننده و روان‌آب سطحی (Cooling/Boiler Blowdown & Stormwater Runoff)
کاربرد ازن: معمولاً توصیه نمی‌شود
این نوع پساب‌ها معمولاً حاوی آلاینده‌های آلی خاصی نیستند که نیاز به اکسیداسیون با ازن داشته باشند و بیشتر نیاز به مدیریت املاح، دما یا فلزات دارند.
خلاصه کاربرد ازن ژنراتور در انواع فاضلاب‌های صنایع نفت و گاز
| نوع فاضلاب | کاربرد ازن ژنراتور |
| فاضلاب شیمیایی | بسیار مناسب |
| فاضلاب روغنی | متوسط (پس از جداسازی روغن) |
| آب همراه نفت (Produced Water) | محدود و موردی |
| فاضلاب بهداشتی | خوب ولی اقتصادی نیست |
| پساب برج‌های خنک‌کننده و روان‌آب سطحی | معمولاً توصیه نمی‌شود |
تصفیه به روش انعقاد شیمیایی
یکی از روشهای مورد استفاده در پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی استفاده از روش تصفیه انعقاد شیمیایی است. معمولا برای ته نشین شدن و حذف مواد کلوئیدی و معلق از ترکیبات فلزاتی مثل: آهن یا آلومنیوم برای انعقاد استفاده میشود. با ادامه فرآیند انعقاد لخته های درشت تر از ترکیبات الکترولیت تشکیل میشود. املاح فلزات باعث خنثی شدن ذرات کلوئیدی و معلق در آب می شوند. با خنثی شدن و از بین رفتن نیروی دافعه بین ذرات، ذرات به هم پیوسته، درشت و سنگین شده و در آخر ته نشین می شوند.
انواع منعقد کننده های مورد استفاده در فرآیند انعقاد شیمیایی
مواد منعقدکننده در روش تصفیه انعقاد شیمیایی متنوع هستند. کاربرد این منعقدکننده‌ها به نوع ذرات کلوئیدی و معلق دارد. برخی از مهم‌ترین منعقدکننده‌ها عبارتند از:
- سولفات آلومینیویم (آلوم)
- کلرید پلی آلومینیوم
- سولفات آهن
- کلرید آهن
تصفیه به روش بیولوژیکی
فرآیند تصفیه فاضلاب پتروشیمی به روش بیولوژیکی به این صورت است که میکروارگانیزم ها و باکتری ها مواد آلی موجود در فاضلاب ها را مصرف و با این کار باعث حذف این مواد می شوند. مهم‌ترین انواع روش تصفیه بیولوژیکی عبارتند از:پ
- تصفیه فاضلاب به روش هوازی
- روش بی‌هوازی
- روش آنوکسیک و …
تصفیه به روش اکسیداسیون
در این روش تصفیه، از مواد اکسید کننده مثل کلر، ازن و …. برای اکسید کردن آلاینده‌های موجود در فاضلاب استفاده میشود. اکسیداسیون شیمیایی برای تصفیه مواد آلیِ خطرناک استفاده می شود. با این روش پس از واکنش شیمیایی و اکسید شدن، تأثیر مخرب مواد شیمیایی کم یا از بین می‌رود.
اکسیداسیون با ازن
در تصفیه فاضلاب پتروشیمی با کمک ازن، از دستگاه ازن زن استفاده میشود. دستگاه ازن ژنراتور با تزریق گاز ازن به داخل پساب‌ها، موجب ایجاد واکنش و تصفیه فاضلاب میشود. استفاده از ازن با اهداف زیر انجام میشود:
- حذف رنگ
- ضد عفونی کردن
- حذف بو
- حذف ترکیبات آلی
ازن یک محلول ناپایدار است که دارای خاصیت اکسید کنندگی بسیار بالا می باشد. ازون در دما و فشار استاندارد در آب انحلال بسیار اندکی داشته و ناپایدار می باشد. ازن در تصفیه فاضلاب صنعتی برای اکسیدکردن ترکیبات آلی استفاده می شود. توانایی ازن در اکسید کردن، دو برابر پراکسید هیدروژن است.
تصفیه فاضلاب پتروشیمی با کمک چربی گیر
همان طور که در ابتدای کار اشاره شد، یکی از معضلات اصلی فاضلاب‌های پتروشیمی ورود روغن و چربی در آب است. لذا یکی از موارد پرکاربرد در پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی استفاده از چربی گیر برای حذف چربی‌هاست. حذف انواع چربی ها از پساب، باعث افزایش کیفیت پساب می شود. انواع روشهای چربی گیری عبارتند از :
- چربی گیری با DAF :
روش DAF (Dissolved Air Flotation) یعنی شناور سازی به کمک هوای فشرده یکی از روشهای پرکاربرد در تصفیه فاضلاب های صنعتی است. از این روش برای حذف آلاینده هایی مثل : روغن، گریس، چربی و ذرات کلوئیدی استفاده می شود. حذف این ترکیبات باعث تصفیه و شفاف سازی فاضلاب و پساب می گردد.
- چربی گیر با CPI:
روش CPI یا Corrugated Plate Interceptor یکی دیگر از روشهایی است که برای حذف ذرات کلوئیدی از آن استفاده می شود و در تصفیه فاضلاب صنایع شیمیایی و پالایشگاه ها کاربرد زیادی دارد. این تجهیزات بر اساس قانون استوکس و اختلاف دانسیته ذرات انجام می گیرد که به کمک صفحات مورب و موازی داخل مخزن جداسازی صورت می پذیرد. این صفحات مورب زاویه 45 تا 60 درجه دارند و با برخورد پساب دارای ذرات کلوئیدی و معلق، ذراتی که چگالی بالاتری دارند رو صفحات قرار میگیرند و بقیه سرریز میشوند.
تصفیه پساب پتروشیمی به روش انعقاد الکتروشیمیایی
یکی از عوامل مؤثر بر قیمت تصفیه فاضلاب پتروشیمی، نوع روش به‌کاررفته در این فرآیند است. این روش‌ها باید علاوه بر کارایی مطلوب در تصفیه فاضلاب، از نظر اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه باشند. برای شکستن امولسیون‌ها، روشهای مختلفی مانند روشهای حرارتی، مکانیکی و الکتریکی کاربرد دارد. با این حال، رایج‌ترین و مؤثرترین روش، استفاده از مواد شیمیایی برای خنثی‌سازی امولسیون‌ها است. در این روش، اپراتور می‌تواند ماده شیمیایی را به‌طور مستقیم به پساب تزریق کند یا از فرآیند انعقاد الکتریکی استفاده کند. انعقاد الکتریکی، به دلیل عدم نیاز به افزودن نمک‌های منعقدکننده، فضای کمتری را اشغال می‌کند و لجن کمتری تولید میشود. به همین دلیل، این روش در دو دهه گذشته با استقبال گسترده‌ای روبه‌رو شد.
از الکترودهای مختلفی جهت انجام فرآیند انعقاد الکتریکی استفاده می شود. متداول ترین نوع الکتروها از جنس آلومینیومی و آهنی می باشد. اگر از الکترود آلومینیوم استفاده شود، هیدروکسید آلومینیوم در فاضلاب تشکیل میشود و منجر به انعقاد میشود و همچنین اگر از الکترود آهن استفاده شود، یون‌های هیدروکسید آهن موجب انعقاد در پساب می شوند.
چالش‌های اصلی در تصفیه فاضلاب صنایع نفت و پتروشیمی
تصفیه فاضلاب صنایع نفت و پتروشیمی به دلیل وجود ترکیبات پیچیده آلی و معدنی، شوری بالا، و سمیت زیستی، یکی از چالش‌برانگیزترین فرآیندهای زیست‌محیطی محسوب میشود. در ادامه به تحلیل علمی مهم‌ترین موانع پیشِروی این فرآیند، از جمله تشکیل امولسیون‌های پایدار، محدودیت روشهای بیولوژیکی، هزینه‌های بالای فناوریهای پیشرفته و …. پرداخته میشود.
۱. ترکیبات متنوع
فاضلاب‌های حاصل از صنایع نفت و پتروشیمی حاوی ترکیبات آلی و معدنی متنوعی مانند هیدروکربن‌های آروماتیک، فنولها، ترکیبات گوگردی، فلزات سنگین و مواد شیمیایی مقاوم به تجزیه زیستی هستند، که طراحی سیستم‌های تصفیه یکپارچه را دشوار می‌کند؛ زیرا هر ترکیب به رویکرد خاصی برای تجزیه یا حذف نیاز دارد. تنوع و پیچیدگی این ترکیبات نیازمند استفاده از فناوریهای پیشرفته و ترکیبی برای تصفیه مؤثر است.
۲. شوری بالا (High TDS)
بسیاری از فاضلاب‌های نفتی دارای میزان بالایی از مواد جامد محلول (TDS) هستند که می‌تواند به بیش از 50,000 میلی‌گرم در لیتر برسد. شوری بالا تأثیر منفی بر فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی دارد و می‌تواند به آسیب به میکروارگانیسم‌ها منجر شود. برای مقابله با این چالش، استفاده از فناوری‌هایی مانند اسمز معکوس (RO) و فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) ضروری است.
۳. امولسیون‌های پایدار نفتی
وجود امولسیون‌های پایدار نفتی در فاضلاب، فرآیند جداسازی آب و روغن را با پیچیدگی مواجه می‌کند. به دلیل پایداری بالای این امولسیون‌ها، روشهای سنتی کارایی لازم را ندارند؛ بنابراین، روشهایی مانند شناورسازی با هوای محلول (DAF) و به‌کارگیری مواد شیمیایی خاص برای شکستن امولسیون‌ها مناسب هستند.
۴. مواد آلی مقاوم و سمیت زیستی
برخی از ترکیبات آلی موجود در فاضلاب‌های نفتی، مانند هیدروکربن‌های پلی آروماتیک (PHAs)، مقاوم به تجزیه زیستی هستند و می‌توانند سمیت زیستی بالایی داشته باشند. این ترکیبات می‌توانند به میکروارگانیسم‌های مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه آسیب برسانند و کارایی سیستم‌های تصفیه را کاهش دهند، به طوری که مطالعات نشان می‌دهد که غلظت بالای ترکیباتPHAs (>100 mg/l) می‌تواند بازده فرآیند لجن فعال را تا ۴۰% کاهش دهد. از این رو استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته برای تجزیه این ترکیبات ضروری است.
۵. محدودیت‌های روشهای تصفیه بیولوژیکی
روشهای تصفیه بیولوژیکی در مواجهه با فاضلاب‌های نفتی عملکرد کمتری دارند. حضور ترکیبات سمی و شرایط نامناسب مانند شوری بالا می‌تواند به کاهش فعالیت میکروارگانیسم‌ها منجر شود. برای مثال، تحقیقات نشان می‌دهند که در غلظت‌های بالای فنول (>200 mg/L)، فعالیت باکتری‌های هتروتروف تا ۷۰% مهار میشود. بنابراین، ترکیب روشهای بیولوژیکی با روشهای شیمیایی و فیزیکی برای بهبود کارایی تصفیه توجه بسیاری را جلب کرده است.
۶. نوسانات شدید در کیفیت و دبی فاضلاب
تغییرات ناگهانی در ترکیب و حجم فاضلاب می‌تواند بر عملکرد پایدار سیستم‌های تصفیه تأثیر منفی بگذارد. این نوسانات می‌توانند منجر به بارگذاری بیش از حد سیستم‌ها و کاهش کارایی تصفیه شوند. طراحی سیستم‌های انعطاف‌پذیر و استفاده از مخازن متعادلسازی برای مدیریت این نوسانات ضروری است.
۷. هزینه‌های بالای فناوریهای پیشرفته
فناوریهای پیشرفته مانند فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) و اسمز معکوس (RO) هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی بالایی دارند. این هزینه‌ها می‌توانند مانعی برای پیاده‌سازی این فناوری‌ها در مقیاس صنعتی باشند. بنابراین، ارزیابی اقتصادی دقیق و انتخاب فناوریهای مقرون‌به‌صرفه اهمیت دارد.
۸. مدیریت لجن و پسماندهای ثانویه
فرآیندهای تصفیه فاضلاب منجر به تولید لجن و پسماندهای ثانویه میشوند که مدیریت و دفع آنها چالش‌برانگیز است. این پسماندها ممکن است حاوی ترکیبات سمی و فلزات سنگین باشند و برای دفع یا بازیابی آنها نیاز به روشهای خاص است. فناوریهای پیشرفته‌ای مانند تثبیت شیمیایی یا سوزاندن ، به‌منظور کاهش حجم و خطرات پسماندها به‌کار می‌روند که توجه زیادی را جلب کردند. این فرآیندها نه تنها هزینه‌بر هستند، بلکه خطرات زیست‌محیطی جدیدی ایجاد می‌کنند .
۹. مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی
مقررات زیست‌محیطی سختگیرانه، صنایع نفت و پتروشیمی را ملزم به تصفیه کامل فاضلاب‌های خود می‌کند. این مقررات شامل محدودیت‌های دقیق برای تخلیه فاضلاب‌ها و نیاز به پایش مستمر کیفیت پساب‌ها هستند، برای این قوانین صنایع را ملزم می‌کند تا Oil (نفت و روغن) فاضلاب را تا سطح 5 ppm تصفیه کند. رعایت این مقررات نیازمند استفاده از فناوریهای پیشرفته و سیستم‌های پایش دقیق است. قوانین سخت. همچنین عدم رعایت این استانداردها منجر به جریمه‌های سنگین و تعلیق پروانه فعالیت میشود.
۱۰. مسائل مربوط به بازیابی و استفاده مجدد
بازیابی و استفاده مجدد از آب تصفیه‌شده در صنایع نفت و پتروشیمی می‌تواند به کاهش مصرف آب و حفاظت از منابع آبی کمک کند. با این حال، چالش‌هایی مانند کیفیت پایین آب بازیابی‌شده، هزینه‌های بالا و نیاز به فناوریهای پیشرفته برای تصفیه مجدد وجود دارد. توسعه فناوریهای مقرون‌به‌صرفه و کارآمد برای بازیابی آب اهمیت دارد.
پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی شمیم شریف
قیمت پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی شمیم شریف با توجه به نوع پساب و ویژگی‌های فاضلاب متفاوت است. همانطور که پیش‌تر اشاره شد، روشهای متعددی برای تصفیه این نوع پساب‌ها وجود دارد. جهت انتخاب دقیق و آگاهانه، کارشناسان شمیم شریف آماده‌اند تا در طراحی و ارائه‌ی مناسب‌ترین پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی شما را همراهی کنند. برای ارتباط با کارشناسان ما، می‌توانید از طریق راه‌های ارتباطی زیر اقدام فرمایید.
راه‌های ارتباطی برای استعلام قیمت خرید پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی
جهت استعلام قیمت خرید پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی، می‌توانید با شماره‌تماس‌ها و آدرس درج‌شده در ادامه ارتباط برقرار کنید. هنگام خرید، حتماً به این نکته توجه داشته باشید که قیمت هر پکیج بر اساس نوع خاصی از فاضلاب و حجم مشخصی تعیین میشود. علاوه بر این به خاطر نوسانات شدید بازار، این قیمت‌ها مدام تغییر می‌کند. لذا اعتبار قیمت خرید پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی برای مدت زمان مشخص و محدودی است.