فاضلاب پالایشگاهی چیست و چطور تصفیه می شود؟

فاضلاب پالایشگاهی یکی از چالش های بسیار مهم در صنایع نفت و گاز است که طی فرآیند استخراج و پالایش نفت خام و تولید مواد پتروشیمی بوجود می آید. در این نوع فاضلاب مقدار زیادی مواد شیمیایی و مواد آلی، ذرات کلوئیدی و مواد معلق وجود دارد که ورود آنها به طبیعت به شدت خطرناک است. به طوریکه تصفیه فاضلاب پالایشگاهی در تمام دنیا زیر ذره بین قرار گرفته و با ترکیب چند فرآیند انجام می شود.

فاضلاب پالایشگاهی چیست؟

نفت ارزشمندترین ثروت برای بسیاری از کشورهای دنیا از جمله ایران است که همزمان می تواند تهدید بزرگی برای سلامت محیط زیست به شمار رود. در ابتدایی ترین مرحله حفر چاه و استخراج نفت مقدار زیادی از این مواد وارد آب دریا شده و حیات آبزیان را به خطر می اندازد. بعد از استخراج نفت و انتقال آن به پالایشگاه ها نیز مقدار زیادی از مواد آلاینده خطرناک وارد طبیعت و آب های سطحی می شود.

فاضلاب پالایشگاهی به کلیه فاضلاب های تولید شده در مرحله حفر چاه و استخراج نفت، فرآوری مواد نفتی، شستشوی اسکله های نفت گفته می شود. در این فاضلاب مقدار زیادی مواد شیمیایی، نفت، مواد روغنی و باقی مانده فرآورده های پتروشیمی وجود دارد. علاوه براین، دوغاب استفاده شده در مرحله حفر چاه حاوی مقدار زیادی سیلیکات سدیم، سولفات باریم، اکسید آهن و سیلیکات های غیرمتبلور است. به همین دلیل تصفیه فاضلاب پالایشگاه نفت در تمام دنیا از اهمیت بالایی برخوردار است.

ویژگی ها و ترکیبات فاضلاب پالایشگاهی

فاضلاب پالایشگاهی می‌تواند شامل ترکیبات مختلفی باشد که بر حسب نوع پالایش و فرآیندهای مورد استفاده متفاوت هستند. برخی از این ترکیبات شامل:

• هیدروکربن‌ها: انواع مختلفی از هیدروکربن‌ها، از جمله ترکیبات آلی سبک و سنگین
• مواد شیمیایی آلی و غیرآلی: شامل اسیدها، قلیاها، نمک‌ها و فلزات سنگین
• ترکیبات فنولی: که از واحدهای کراکینگ و واحدهای تولید بنزین به دست می‌آیند
• مواد جامد معلق: شامل ذرات خاک، کربن سیاه و مواد معدنی

ورود این قبیل آلاینده ها به فاضلاب پالایشگاهی باعث تغییر بسیار زیاد پارامترهای کیفی فاضلاب می شود. به طوریکه متوسط BOD این فاضلاب ها 100 تا 300 میلی گرم بر لیتر است. TDS در این فاضلاب 200 تا 400 میلی گرم بر لیتر و سولفید هیدروژن آن 10 تا 220 میلی گرم بر لیتر است. این ویژگی ها و پارامترها همگی نشان دهنده اهمیت بسیار بالای تصفیه فاضلاب پالایشگاه های نفت و پتروشیمی است.

روش های تصفیه فاضلاب پالایشگاهی

با توجه به تنوع بسیار زیاد در آلاینده های موجود در فاضلاب پالایشگاه ها، تنها با یک روش نمی توان تصفیه را برای آنها انجام داد. در پکیج تصفیه فاضلاب چند فرآیند مختلف پیاده سازی شده و تصفیه انجام می شود. در حالت کلی روش های تصفیه فاضلاب پالایشگاه ها شامل موارد زیر هستند:

تصفیه فیزیکی فاضلاب

در این روش ذرات معلق جامد که اندازه بزرگی دارند به کمک اشغالگیرها و اسکیمر و تجهیزات مشابه جمع آوری می شوند. این مرحله پارامترهای کیفی فاضلاب را تحت تاثیر قرار نمی دهد، بلکه باعث بهبود راندمان گام های بعد تصفیه خواهد شد. علاوه براین، از گرفتگی تاسیسات و تجهیزات تصفیه فاضلاب در مراحل بعد جلوگیری می کند.

چربی گیری فاضلاب پالایشگاه

در فاضلاب پالایشگاه ها مقدار زیادی ذرات کلوئیدی وجود دارد که به صورت معلق حضور دارند. برای جداسازی این ذرات از روش های چربی گیری و انعقاد می توان استفاده کرد که تنوع بالایی دارند. از رایج ترین روش های چربی گیری فاضلاب می توان به موارد زیر اشاره کرد:

چربی‌گیر API (American Petroleum Institute)

چربی‌گیر API یک واحد جداکننده روغن-آب است که توسط مؤسسه نفت آمریکا API استاندارد شده است. این سیستم برای جدا کردن چربی و روغن‌های آزاد از آب فاضلاب صنعتی استفاده می‌شود. در روش چربی گیر API، فاضلاب به آرامی وارد مخزن شده و زمان کافی برای ته‌نشینی داده می‌شود. با گذشت زمان، چربی‌ها و روغن‌های آزاد به دلیل چگالی کمتر به سطح آب می‌آیند، در حالی که ذرات سنگین‌تر به ته مخزن می‌افتند. در نهایت چربی و روغن جمع‌شده در سطح، به کمک دستگاه‌های جمع‌آوری مخصوص از روی سطح برداشته می‌شوند.

چربی‌گیر CPI (Corrugated Plate Interceptor)

چربی‌گیر CPI یکی دیگر از انواع جداکننده‌های مکانیکی است که با استفاده از صفحات موج‌دار یا چین‌دار به تفکیک چربی و آب می‌پردازد. این صفحات به صورت موازی در داخل مخزن قرار می‌گیرند. در چربی گیرهای CPI ابتدا فاضلاب وارد مخزن شده و به آرامی از میان صفحات موج‌دار عبور می‌کند. سپس چربی‌ و روغن‌ به صفحات می‌چسبند و به سمت بالا حرکت می‌کنند، در حالی که آب تصفیه‌شده به سمت پایین جریان می‌یابد. در آخرین مرحله چربی‌ها و روغن‌های جمع‌شده در بالای صفحات، به وسیله دستگاه‌های مخصوص جمع‌آوری می‌شوند.

چربی‌گیر DAF (Dissolved Air Flotation)

چربی‌گیر DAF از فرآیند شناورسازی با هوا برای جدا کردن چربی‌ها و روغن‌ها از فاضلاب استفاده می‌کند. در این روش، هوا به صورت محلول در آب تحت فشار وارد شده و سپس با کاهش فشار آزاد می‌شود تا حباب‌های ریز هوا تشکیل شود. هوا تحت فشار در آب حل می‌شود و سپس فشار کاهش می‌یابد تا حباب‌های ریز هوا تشکیل شوند. سپس، حباب‌های هوا به چربی‌ها و روغن‌ها می‌چسبند و باعث می‌شوند که این مواد به سطح آب بیایند. در آخرین مرحله چربی و روغن‌های جمع‌شده در سطح آب به وسیله اسکیمرها (دستگاه‌های جمع‌آوری سطحی) جمع‌آوری می‌شوند.

چربی‌گیر با مواد منعقدکننده

در این روش، مواد شیمیایی منعقدکننده به فاضلاب اضافه می‌شوند تا ذرات چربی و روغن به یکدیگر چسبیده و تشکیل لخته دهند.

روند کار در این روش به صورت زیر است:

• مواد شیمیایی مانند آلومینیوم سولفات (آلوم) یا پلیمرهای منعقدکننده به فاضلاب اضافه می‌شوند.
• ذرات چربی و روغن به یکدیگر چسبیده و لخته‌های بزرگتری تشکیل می‌دهند.
• این لخته‌ها به دلیل چگالی متفاوت یا به سطح آب آمده و یا به ته مخزن ته‌نشین می‌شوند.
• لخته‌های چربی و روغن به وسیله دستگاه‌های مخصوص از سطح یا ته مخزن جمع‌آوری می‌شوند.

تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

بعد از طی مراحل چربی گیری، سایر مواد آلی موجود در فاضلاب به روش های بیولوژیکی حذف می شوند. از روش های موثر در این زمینه می توان به تصفیه فاضلاب با MBR اشاره کرد. برای اجرای این روش نیاز به شرایط هوازی برای رشد و تکثیر میکروارگانیسم های فاضلاب است. باکتری ها مواد آلی فاضلاب را تجزیه کرده و حذف می کنند. تکه های باقی مانده از مواد آلی تجزیه شده در فاضلاب معلق بوده و در مرحله بعد به کمک سیستم فیلتراسیون غشایی حذف می شوند.

با عبور فاضلاب پالایشگاه از مراحل بالا در نهایت کیفیت آن در سطح مطلوبی قرار گرفته و می توان آن را از فیلتر کربنی و نانوفیلتراسیون عبور داد. در این صورت ورود فاضلاب به طبیعت کاملا بدون خطر خواهد بود.

سخن آخر

با توجه به اینکه تصفیه فاضلاب پالایشگاه طی چند مرحله انجام می شود، برای آنها از پکیج تصفیه فاضلاب استفاده می شود. در این پکیج ها چند فرآیند مختلف به صورت اتوماتیک اجرا شده و فاضلاب را بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی تصفیه می کند.