حذف COD از فاضلاب صنعتی اسپنت کاستیک

چکیده:

کاستیک های مصرف شده حاوی ترکیباتی مانند مرکاپتان ها، سولفیدها و فنل ها هستند. علاوه بر این، پساب­های اسپنت کاستیک بسیار قلیایی هستند و نیاز شیمیایی بالایی به اکسیژن دارند. روش های مختلفی برای تصفیه اسپنت کاستیک­ها وجود دارد. این مقاله برای اولین بار، مقایسه طیف وسیعی از روش‌های تصفیه پسماند کاستیک را از نظر هزینه‌های اقتصادی و کارایی آنها ارائه می‌کند. اکسیداسیون هوای مرطوب، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، فرآیندهای الکتروشیمیایی و همچنین سیستم‌های بیولوژیکی و غشایی از جمله فناوری‌هایی هستند که برای درمان محلول‌های اسپنت کاستیک استفاده می‌شوند. این بررسی بر روی مکانیسم‌ها و پارامترهای برجسته‌ای تمرکز دارد که بر فرآیندهای کاهش تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) تأثیر می‌گذارد. فرآیند غشایی از راندمان بالایی برخوردار است (80 تا 98 درصد) و به دلیل مزایایی مانند مصرف انرژی پایین و طراحی آسان در مقایسه با روش‌های دیگر حائز اهمیت است. با این وجود، به دلیل هزینه تمیز کردن غشاها و تولید ضایعات ناشی از مواد شیمیایی مورد استفاده برای تمیز کردن غشاها مقرون به صرفه نیست. فرآیند WAO راندمان بالایی دارد (70-96%) اما به دلیل شرایط عملیاتی شدید توصیه نمی شود. تولید معرف فنتون در سلول الکتروشیمیایی با استفاده از برق به عنوان منبع انرژی یکی از بهترین گزینه ها است. استفاده از برق به عنوان منبع انرژی از آلودگی جلوگیری می کند و راندمان فرآیند را تا (90-99٪) افزایش می دهد.

مقدمه:

دسترسی به آب تمیز و سالم یکی از اساسی ترین نیازهای بشر برای زندگی بر روی زمین است. به همین دلیل امروزه فاضلاب یکی از با ارزش ترین منابع آب موجود است. کیفیت آب تحت تأثیر آلودگی های ناشی از فعالیت های انسانی مانند کشاورزی، معدن و تولید انرژی است [1]. سوخت‌های فسیلی یکی از مهم‌ترین شاخه‌های تامین انرژی هستند که سال‌هاست به نفع بشر بوده است. افزایش آلودگی محیط زیست، گرم شدن کره زمین و تغییرات آب و هوایی از مهم ترین عوارض استفاده از این سوخت هاست که باعث می شود مردم به انرژی های سبز و پاک فکر کنند [2-4]. در بین انواع فاضلاب، فاضلاب صنعتی به دلیل مصرف زیاد و تنوع آلاینده ها از اهمیت بیشتری برخوردار است. آلاینده هایی مانند دی اکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن، دی اکسید گوگرد، ترکیبات آلی فرار، فلزات سنگین، به راحتی قابل تجزیه نیستند و در صورت تخلیه نادرست در محیط، می توانند آب های زیرزمینی را آلوده کنند [4]. بنابراین لازم است این آلاینده ها قبل از تخلیه نهایی به محیط زیست از پساب حذف شوند. بر اساس شرایط عملیاتی، واحدهای بهره برداری و انواع مواد فرآوری شده، فاضلاب های مختلفی تولید می شود. برخی از فاضلاب ها باید به صورت جداگانه تصفیه شوند زیرا ترکیب آنها با سایر فاضلاب ها تصفیه را دشوار می کند [5،6].

یکی از مهم ترین مواد مصرفی در پالایشگاه های نفت و گاز محلول های هیدروکسید سدیم است. هیدروکسید سدیم که به عنوان کاستیک نیز شناخته می شود، در صنایع نفت و سایر صنایع مانند مواد غذایی، خمیر کاغذ و کاغذ، دباغی، نگهدارنده چوب و بهداشت استفاده می شود [6،7]. واحدهای الفین شامل فرآیندهایی در صنعت نفت و گاز است که از مواد کاستیک استفاده می کنند [7]. در واحدهای الفین، هیدروکسید سدیم اغلب برای حذف ترکیبات سولفور آلی، سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن از جریان های هیدروکربنی مانند گازهای طبیعی و گاز مایع نفتی (LPG) استفاده می شود. علاوه بر این، از محلول هیدروکسید سدیم برای حذف اجزای اسیدی مانند کریسالیس، مرکاپتان ها و اسیدهای نفتنیک از جریان ها استفاده می شود. علاوه بر این، کاستیک همچنین برای جداسازی ترکیبات گوگردی از گازهای خروجی کوره، که یکی از مهم ترین عوامل نامطلوب در فرآیند هستند، استفاده می شود [8-11]. همچنین کاستیک به عنوان جاذب گاز دی اکسید کربن در برش های نفتی سبک، به عنوان جاذب سولفیدی در تصفیه برش های مختلف نفتی و برای آبگیری جریان های هیدروکربنی استفاده می شود. علاوه بر این، در فرآیندهای صنعتی مانند شستشوی گاز و شیرین سازی روغن استفاده می شود [12،13]. از دیگر کاربردهای این محلول می توان به اسکراب بنزین، نفت سفید و روغن های مقطر اشاره کرد [13]. اگرچه کاستیک ماده ای بسیار ارزشمند است، اما مواد باقیمانده و محلول تولید شده از مصرف کاستیک در صنعت نفت و گاز به عنوان دو پساب صنعتی خطرناک شناخته می شوند. کاستیک مصرف شده بسیار سمی است و بوی نامطبوعی دارد. این فاضلاب دارای pH بالا (pH > 12)، غلظت سولفید بالا (1-4 درصد وزنی)، شوری بالا (سدیم 5-12 وزنی درصد) است و طبق قانون حفاظت و بازیابی منابع ایالات متحده، به عنوان خطرناک پسماندها طبقه بندی می شود بنابراین باید قبل از تخلیه تصفیه شوند [11،14-18]. علاوه بر این، بسته به نوع صنعت، کاستیک مصرف شده همچنین می تواند حاوی تیول، آمین، فنل، سولفید هیدروژن و مرکاپتان باشد که ترکیباتی روی سطح پوست نشسته، به راحتی جذب جریان خون می شوند و اثرات نامطلوبی بر بدن ایجاد می کنند

ادامه مطلب>