بررسي اثرات زيست محيطی پساب های صنايع پتروشيمی و راهکارهای مديريتی
چکیده :
صنایع نفت و گاز خصوصاً صنایع پتروشیمی ذاتاً جزو صنایع آلوده کننده ی محیط زیست هستند و انواع آلاینده ها را که بعضاً بسیار خطر ناک هستند را وارد ( هوا ،آب، خاک ) می کنند .
در جهت بررسی این موضوع، آلاینده های هر بخش بررسی شده و سپس اقدامات انجام شده در راستای کاهش این آلودگیهاو نواقص موجود را مورد بررسی قرار داده ایم .
مقدمه :
واژه پتروشیمی از دو کلمه پترول ( به معنای نفت ) و شیمی ترکیب یافته و معنای تحت اللفظی آن مواد شیمیایی حاصل از نفت می باشد در فرایند تولید صنایع پتروشیمی ،. تبدیل هیدروکر بنهای نفت خام و یا گاز طبیعی به فرآورده های مختلف و متعدد شیمیایی صورت می گیرد .
فراورده های این صنعت در سه طبقه اصلی تقسیم بندی مس شوند .
- کودهای شیمیایی ( اوره ، نیترات ، آمونیوم ، دی فسفات آمونیوم و غیره )
- فراورده های پلیمری ( پلاستیکها ، لاستیکها و الیاف مصنوعی و غیره )
- مواد شیمیایی ( اسیدها ، حلال ها و غیره )
در ایران بالغ بر 36 مجتمع پتروشیمی در حال بهره برداری و یا در حال احداث می باشد د رصنایع پتروشیمی و پالایشگاهی ، بر اساس نوع مواد مصرفی و تولیدی و همچنین مرحله ی فرایندها ، نوع و میزان آلایندگی های این صنایع متفاوت است .
بدین معنی که در فرایندهای مختلف امکان آلودگی در سه مرحله ی
1- جمع آوری مواد اولیه
2- تولید و تبدیل مواد واسطه
3- جمع آوری و انبار مواد تولید شده محتمل می باشد .
نشست فرمالدئید ناشی از تهیه و انتقال متانول مورد نیاز برای واحدهای تولید اسید استیک و MTB E ، ورود پسابهای مجتمع های پتروشیمی بندر امام ، رازی و خارک به خور موسی و خلیج فارس ، نشت مواد آروماتیکی نظیر بنزن در پتروشیمی اصفهان و پراکنده شدن گوگرد در فضای اطراف مجنمع هایی نظیر رازی به دلیل انبار شدن در فضا ی باز نمونه هایی از آلایندگی صنایع پتروشیمی از هر سه مرحله جمع آوری مواد اولیه ، تولید و انبار سازی می باشند .
مواد اولیه مورد مصرف در صنایع پتروشیمی :
از جمله مواد اولیه مورد مصرف در صنایع پتروشیمی که اصطلاحاً خوراک آن مجتمع گفته می شود شامل موارد زیر است .
گاز طبیعی ، نفتا ، بنزین پیرولیز ، گاز ترش (H2S ) ، گوگرد مایع ، اسید سولفوریک ، اسید فسفریک ، آمونیاک مایع ، CO2 ، فسژن ، اپی کلروهیدرین ، کاستیک ، بیس فنل A ، خاک فسفات ، پارازایلین ، اسید استیک ، اتیلن ، پروپیلن ، پلاتفرمیت ، مخلوط زایلین ها ، بوتادین ، اکسید اتیلن ، اتان و هیدروکربنهای سنگین تر ، کلر ، بوتانل ، نمک طعام ، سنگ آهک ، استایرن ، فرمالدئید ، پارافین نرمال ، اوره ، آمونیاک ، سودای سبک ، متانول ، دی اتیلن انیلین ،گاز اسیدی مونو اتیلن گلایکول ، مونوکسید کربن ، میعانات گازی ، هوا ، برش 4 کربنه ، فتی الکل ، نونیل فنل و...
محصولات تولیدی صنایع پتروشیمی:
از جمله مواد تولیدی صنایع پتروشیمی می توان موارد زیر را نام برد:
بنزین ، پارازیلین ، ارتوزایلین ، رافینیت ، گاز مایع ، پنتان ، اپوکسی رزین مایع ، اپوکسی رزین جامد ،
پلی کربنات ، آروماتیکهای سنگین ، برش سنگین بنزین پیرولیز ، گاز شیرین ، گوگرد ، اوره ، HAB ، LAB
ABC، کلر ، آرگون ، آب ژاول ، پرکلرین ، اسید کلریدریک ، پلی استایرن انبساطی ، گسولین ، ملامین ، جوش شیرین ، نیترات آمونیوم ( کشاورزی – صنعتی )، اکسید اتیلن ، سولفات آمونیوم ، تولوثن ، آلاکلر ،
بوتا کلر ، اتانول آمین ها ، سودداش سبک و سنگین ، PVC ( امولسیون ) ،PVC(سوسپانسیون)، سودسوز آور
( خلوص 100 % ) ، وینیل کلراید مونومر ( VCM ) ، اتیلین در کلراید ( EBC ) مونوکسید کربن، اکسیژن مایع ، اکسیژن گاز ، ازت مایع ، ازت گاز ، اسید سولفوریک ، اسید فسفریک ، پلی اتیلن تر فتالات ( گرید بطری و گرید الیاف ) اسید ترفتالیک خالص و آرماتیکهای سنگین و غیره...
اثرات و فاکتورهای عمده یک پروژه پتروشیمی:
مهمترین اثرات زیست محیطی و بهره برداری پروژه های پتروشیمی ، آلودگی آب و خاک و هوا و صدا و نیز پیامدهای اقتصادی – اجتماعی است .
صنایع پتروشیمی در مرحله بهره برداری اثرات و پیامدهای قابل توجه و مشخص تری نسبت به مرحله ساختمانی در محیط زیست ایجاد می نمایند که برخی از آنها در شرایط عدم کنترل و مدیریت زیست محیطی غیر قابل جبران و زیانبار می باشند .
مهمترین اثرات سوء زیست محیطی مرحله ساختمانی پتروشیمی شامل تغییر کاربری اراضی، افزایش سرو صدا ، اختلال در الگوهای حمل و نقل ، آلودگی های آب و هوا و تولید زایدات می باشد .
مهمترین آلودگی های احتمالی صنایع پتروشیمی را میتوان شامل موارد زیر دانست :
- سرطان زایی و سمیت زیاد فاضلاب ها
- زایدات خطر ناک با سمیت فوق الاده زیاد نظیر کلرین
- قابلیت انفجار ، اشتعال و سمیت در فرایندها و تولید مواد با خاصیت واکنش های شیمیایی سریع .
- انتشار آلاینده های هوا شامل ، اکسیدهای گوگرد ، کربن ، ترکیبات کلرینه ، ازته و آمونیاک .
- تولید سروصدا در مرحله تامین و حمل نقل مواد اولیه و محصول و فرایند تولید در داخل و خارج از محوطه مجتمع
موارد زیر عمده ترین آلایندگی صنایع پتروشیمی را شامل می شود :
1- آلودگی آب:
پسابها با منشاء ،کمیت و کیفیت متفاوت از منابع مختلف در صنایع پتروشیمی تولید می شوند ، عمده ترین منابع تولید پساب در این کارخانجات عبارتند از :
* پساب خنک کننده ها
* از سیستم خنک کننده کندانسورها و دیگر فعالیت ها و تولید می گردد و با توجه به میزان زیاد آب مصرفی برای این عملیات از نظر کمیت قابل توجه است .
فاضلاب این واحد بدلیل استفاده از کرومات به عنوان ضد خورندگی و رسوبگذاری در شبکه آب خنک کننده از آلودگی زیادی برخورداراست .
از میکروب کشها نیز برای مقابه با فعالیت های میکرو بیولوژیکی در برچهای خنک کننده و سیستم های باز مشابه استفاده می کنند . این اقدام برای از بین بردن فعالیتهای میکروبی است که با ایجاد لجن های چسبنده در سطح فلز در شرایط لازم ، رشد باکتریها ی بی هوازی را فراهم می کند و از طرف دیگر مانع اثرات مثبت بازدارنده های ضد خوردگی روی سطح فلز می گردند .
با توجه به مواد غذایی کافی ، محدوده مناسب PH و دما در سیستم های خنک کننده و حضور مواد آلوده کننده و ورود میکروارگانیسمها از طریق هوا ، آب و خاک ، سطح ایده آلی جهت رشد میکروارگانیسمها فراهم می شود ، میکروارگانیسمهای موجود در سیستم های برج کننده شامل باکتری ها ، قارچ ها و جلبک ها هستند که با تخلیه در محیط های آبی ، اثرات پساب خروجی با توجه به افزودنیها ی Biosids شیمیایی مصرف شده قابل توجه می باشد .
* پساب کارخانه سودداش
از این کارخانه با توجه به روش دفع دو نوع پساب تولید می شود .
الف : پساب کلرو کلسیم
این پساب ها سرشار از کلرور کلسیم ، نمک طعام ، کربنات ها ، آهک و دیگر ترکیبات معدنی هستند . بدلیل وجود مقادیر زیاد مواد معلق و محلول، این نوع پسابها به اصطلاح " پساب سنگین " نامیده می شود .
* پساب سودداش :
پساب مذکور بر دارا بودن ترکیبات غیر آالی مانند کلرور کلسیم ، کربنات ها ، نمک طعام و شیر آهک بر اثر ورود پسابهای واحد های تصفیه آب ، تولید گاز CO ، گاز سنتز آمونیاک و اوره ، دارای بار آلی ازته نیز می باشد .
پساب کارخانه سودداش علاوه بر مواد محلول ، مواد معلق قابل توجهی را وارد منابع پذیرنده می نماید. قسمت عمده مواد معلق پساب مذکور کلرور کلسیم است که به پساب رنگ شیری می دهد . در زمان دبی پایین رودخانه پذیرنده پساب، اثرات منفی مواد معلق در آب تشدید می شود و آسیب زیادی به آبزیان و محل زندگی و تخم ریزی آها بر جای می گذارد .
* پساب واحد کلر آلکالی :
این پساب به دلیل دارا بودن جیوه از اهمیت خاصی برخوردار است ( به دلیل داشتن خاصیت تجمع زیستی ) پساب مذکور دارای نمک زیادی نیز می باشد که می تواند در کیفیت آب پذیرنده و نیز شوری اراضی پایین دست تاثیر بگذارد .
* پساب واحدآمونیاک :
پساب واحد آمونیاک از بارآلودگی مواد آلی ازته ، آمونیاک ، روغن و فلز مس برخوردار است .
* پساب واحد تصفیه آب :
بر اثر شستشوی رزین های کاتیونی و آنیونی واحد تصفیه آب توسط اسید و قلیا و احیاء آن، پساب خروجی از این واحد دارای PH با نوسان زیاد ، نیترات و نمک ها است که خاصیت اصلی این پسابها را تشکیل می دهند .
* پساب کارخانه اوره :
پساب مذکور دارای بار آلی ازته و آمونیاک است .
* پساب بخش جذب گاز CO ، گوگرد گیری و کراکینگ :
* پساب واحد اسید نیتریک :
پساب این واحد حاوی با رآلی ازته ، آمونیاک و اسید بوده و PH آن پایین است .
* پساب واحد نیترات آمونیوم :
پساب مذکور سرشاراز مواد آلی ازته بوده و میزان آمونیاک آن بالااست .
* پسابهای نشتی :
کلیه پسابهایی که از واحد های مختلف نشت می نمایند به همراه آبهای شستشوی دستگاهها و محوطه پتروشیمی که به عنوان فاضلاب سبک شناخته می شوند به منابع پذیرنده تخلیه میگردد . ترکیبات ازته ، PH ، فلزات سنگین ، کلرور و مواد محلول تام ازشاخصهای آلاینده فاضلاب نشتی محسوب می شوند .
* فاضلاب بهداشتی :
این فاضلابها ( انسانی ) در شرایط عدم تصفیه و تخلیه به منابع پذیرنده می توانند موجبات آلودگی آبها را فراهم آورند.
* پساب ناحیه پلیمری در واحدهای پلی اتیلن سبک و سنگین :
آب خروجی از این سیستم می تواند حاوی مقادیر زیادی تیتانیوم و جامدات محلول باشد. تخلیه این پسابها در محیط با دارا بودن میزان قابل توجه فلزات سنگین با نفوذ در لایه های خاکی و ورود به آبهای
زیر زمینی بسیار مخاطره آمیز است .
* پساب واحد پلی بوتادین را بر PBR :
در این واحد نیز که یکی از آلوده ترین واحدهای پترشیمی محسوب می شوند ، حضور بنزن که به عنوان حلال در فرایندهای تولید استفاده می شود و خاصیت خطرناک و سمی آن، در شرایط نشت مخازن و ریخت و پاش ، منابع پذیرنده را در معرض آلودگی شدید قرار می دهد .
* پساب واحد بوتن :
در واحد های بوتن نیز آب خروجی دارای مقادیر قابل توجهی ازآلومینیوم ، تیتانیوم و منیزیم است که در شرایط عدم تصفیه و نبود ایزولاسیون حوضچه های تبخیر می تواند سفره های آب زیر زمینی رابه شدت آلوده نماید .
* واحد استالدئید :
آب خروجی از واحد استالدئید نیز حاوی مقدار زیادی از کلرواستالدئید ، کلرید مس و ... است .
* آمونیاک در پساب واحد های پترشیمی به مقدار زیاد وجوددارد . این ترکیبات برای آبزیان به ویژه ماهیان بسیار خطرناک است .
پسابهای مذکور دارای مواد آلاینده نظیر ترکیبات نیتروژن ، مواد آلی غیر قابل تجزیه بیولوژیکی ، فلزات سنگین ، مواد جامد معلق ، هیدروکربن ها و ... و COD زیاد و ترکیبات سرطان زا و سمی می باشند .
تصفیه پساب:
شناسایی دقیق پسابها و اندازه گیری کمی و کیفی آلاینده ها در طراحی سیستم تصفیه مناسب در واحدهای پتروشیمی با توجه به نوع آلاینده بسیار الزامی است در غیراین صورت سیستم تصفیه کارایی لازم را نداشته و باعث آلودگی محیط زیست خواهد شد .
از پسابهای تصفیه شده صنعتی می توان به عنوان آب فرایند و یا در آبیاری فضای سبز استفاده نمود .
سیستم تصفیه پساب بهداشتی و صنعتی
مراحل تصفیه شامل :
1- تصفیه اولیه
تصفیه اولیه ، فاضلاب را برای تصفیه بیولوژیکی آماده می سازد. تصفیه اولیه شامل واحدهای آشغالگیری
( مکانیکی دهانه ریز و دستی اضطراری ، دانه گیری ، چربی گیری و متعادل سازی می باشد .
ابتدا پساب وارد واحد آشغالگیری می شود ، پس از خروج از واحد آشغالگیری وارد حوضچه یکنواخت سازی می شود ، این واحد باعث حذف یا کاهش نوسانات دبی و غلیظ پساب ورودی می شود ، کیفیت کار این واحد بر اساس ایجاد زمان ماندگاری برای فاضلاب می باشد . کیفیت فاضلابهای ورودی به این واحد پس از اختلاط با یکدیگر متعادل شده و لذا ضمن کاهش مصرف مواد شیمیایی در واحد های بعدی ، عملکرد فرایندهای تصفیه بعدی را بهبود می بخشد همچنین امکان ارسال پساب با دبی یکنواخت برای واحدهای پایین دست ایجاد می شود ..
به منظور تامین هوای مورد نیاز واحد های چربی گیری ، دانه گیری و سلکتور بیولوژیکی ، از دستگاه دمنده از نوع Rotary استفاده می شود .
در بعضی از واحدهای پتروشیمی ، گاهی اوقات جهت جلوگیری از بروزاشکال در فرایند تصقیه ، یک واحد خنثی سازی در کنار حوضچه متعادل سازی احداث می شود. سود و اسید سولفوریک موادی هستند که در فرایند خنثی سازی استفاده می شود
2- تصفیه ثانویه :
تصفیه ثانویه در واحد های پتروشیمی مشتمل به تجزیه بیولوژیکی ترکیبات آلی محلول تا حد مقادیر استاندارد می باشد .
پساب خروجی از بخش تصفیه فیزیکی شیمیایی دارای کیفیت تقریباً یکنواختی می باشد ، پساب ورودی که مواد معلق و کلوتیدی خود در بخش قبل از دست داده است ، دارای مواد آلی به شکل محلول می باشد .
یکی ازسیستمهای موثر در حذف مواد آلی که از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است ، سیستمهای بیولوژیکی می باشد که یکی از کارآمدترین این سیستمها ، روش لجن فعال ( Activated sludge ) است .
برای جلوگیری از ایجاد پدیده با لکینگ و تنظیم نسبت F/M ، پساب خروجی از واحد خنثی سازی به همراه فاضلاب بهداشتی واحدهای پتروشیمی به واحد سکتور بیولوژیکی هدایت می شود . می توان جهت افزایش کارایی از دو حوض هوادهی به صورت موازی استفاده کرد .
مخلوط پساب و لجن برگشتی از ایستگاه پمپاژ لجن فعال وارد حوضچه های هوادهی می شود و در صورت نیاز مواد مغذی مورد نیاز ( P , N ) نیز از طریق افزون اوره و دی آمونیوم فسفات به پساب تامین می گردد ، هوای مورد نیاز باکتریها نیز استفاده از دستگاههای هواده سطحی تامین می شود. باکتریها از مواد آلی بعنوان منبع غذایی و انرژی خود استفاده کرده و لذا در اثر تولید مثل، مواد آلی محلول در پساب به حالت معلق در می آید.
مخلوط معلق باکتریایی از حوض هوادهی خارج شده و وارد زلال ساز می شود در واحد زلال سازی ، لجن ته نشین شده و پساب زلال می شود ، پساب خروجی از زلال ساز ، موادآلی خود را از دست داده و پس از گندزدایی با کلر ، جهت مصرف آبیاری فضای سبز و یا تخلیه به منابع پذیرنده آبی مثل خورها یا رودخانه وارد میگردد.
مدیریت لجن:
در بیشتر فرایندهای کنترل آلودگی پسابهای صنعتی ، در نتیجه فرایندهای جداسازی جامد - مایع ( نظیر
ته نشینی ، شناور سازی و غیره )، انعقاد شیمیایی و یا واکنش های بیولوژیکی ، لجن تولید می شود .
جهت کاهش حجم لجن یکسری پردازش ها نظیر تغلیظ ، آبگیری صورت می گیرد و نهایتاً دفع می شود. بسته به ماهیت لجن ، روشهای دفع نهایی می تواند متفاوت باشد که متداولترین این روشها سوزاندن و دفن مهندسی می باشد .
درقسمت تغلیظ از یک مخزن استوانه ای شکل استفاده می شود . با زمان ماندی که در این قسمت به لجن داده می شود لجن به آرامی ته نشین شده و آب موجود در آن جدا می شود. لجن ته نشین شده توسط یک پارو که تمام قطر مخزن را می پوشاند به مرکز تانک هدایت شده ودر یک چاله جمع می شود آب جدا شده نیز از سرریز کنگره ای شکل سرریز کرده و به ابتدای تصفیه خانه فرستاده می شود . لجن تغلیظ شده که در کف مخزن جمع آوری می شود از طریق خط لوله به ایستگاه پمپاژ لجن هدایت و ازآنجا توسط پمپازبه ها ضم هوازی فرستاده می شود.
در حوضچه هضم لجن ( Digester ) که یک مخزن استوانه ای شکل است یک همزن – هواده با قدرت زیاد نصب شده است .
بدین ترتیب ادامه تصفیه بیولوژیکی لجن در این قسمت میسر میگردد .لجن هضم شده به منظور آبگیری از لجن به بسترهای لجن خشک کن ارسال می شود. لجن خشک شده توسط کامیون به محل دفن از واحدها پتروشیمی خارج می شود .
تصفیه پسابها با ماهیت آلی:
برای تصفیه این پسابها که عمدتاً مواد هیدروکربنی ( مثل پارازایلین ، الفین ، و آروماتیک ها ) هستند از سیستمهای فیزیکی و شیمیایی کارآمد در مورد حذف مواد هیدروکربنی استفاده می شود .
عمده تاسیسات تصفیه در واحدهایی که تولید مواد هیدروکربنی می کنند . از نوع جداسازی روغن API و CPI می باشد. چرا که جداسازی ثقلی با جداکننده های API وCPI از روشها و تکنولوژی مورد استفاده با بیشترین کاربرد در زمینه جداسازی مواد هیدروکربنی می باشد . جداسازهای CPI از راندمان حذف بالاتری نسبت به جداسازهای API برخوردارند، به نحوی که روغن خروجی از این سیستم تا کمتر از mg/l 5 کاهش می یابد .
شرح خلاصه ای از فرایندهای جدا کننده CPI
این جداکننده ها شامل دسته هایی از صفحات شیار دار ( معمولا دسته های 48 – 12 تایی) می باشد.این صفحات بطور موازی و شیبدار (معمولا 60 – 40 درجه نسبت به افق ) و به فاصله 100 – 20 میلی متر از هم قرار میگیرد . جریان آب از بالا به پایین در بین صفحات حرکت خواهد داشت که روغنها بر خلاف جهت آب و به سمت بالا و لجن ها د رجهت آب به طرف پایین هدایت شده و بدین ترتیب مواد معلق و مواد هیدروکربنی از آب جدا می شود . در پایان پس از انجام مراحل مختلف تصفیه پساب، خروجی پساب قبل از تخلیه به آبهای سطحی ( خورها – رودخانه و ...) باید اندازگیری و پایش شود .
حدود مجاز مواد موجود پساب تصفیه شده:
|
حداکثر مقدار mg /l |
پارامتر |
|
9 – 6 |
PH |
|
( لحظه ای) 60 |
COD mg/l o2 |
|
30 |
BOD5 |
|
150 |
کل جامدات محلول |
|
1/0 |
روغن و چربی |
|
1/0 |
کادمیوم |
|
1/0 |
کروم (6 ظرفیتی ) |
|
5/0 |
مس |
|
5/0 |
فنل |
|
05/0 |
بنزن |
|
05/0 |
وینیل کلراید |
|
1 |
سولفید |
|
10 |
نیتروژن (کل ) |
توجه : در هنگام تخلیه پساب به آبهای سطحی نباید دمای آب را بیش از C o3 در محل تخلیه بالا ببرد .
پارامترها و روش های اندازه گیری آب و پساب :
|
Method NO. |
method |
parameter |
Item |
|
5210 D |
Respirometric |
Biochemical Oxygen Demand |
1 |
|
5220 C |
Closed Reflux - Titrimetric |
Chemical Oxygen Demand |
2 |
|
4500 – OB& G |
Membrance Electrode |
Dissolved Oxygen |
3 |
|
2510 B |
Laboratory |
Electrical Conductivity |
4 |
|
5220 B |
Partition - Gravimetric |
Oil & Grease |
5 |
|
4500 – H B |
Electrometric |
PH |
6 |
|
2550 B |
Laboratory and Field |
Temperature |
7 |
|
2540 C & 1030 E |
Dried at 1800c |
Total Dissolved Solid |
8 |
|
2130 B |
Nephelometric |
Turbidity |
9 |
|
5530 D |
Direct Photometric |
Phenols |
10 |
|
4500 – PC |
Vanadomolybdophosphoric Acid Colorimetric |
Phosphorus |
11 |
|
D 1426 – TEST Method A |
Direct Nesslerization ASTM |
Ammonia |
12 |
|
2540 D |
TSS Dried at 1030 - 1050c |
Suspended Solids |
13 |
Ref : Standard Methods For Examination of water and wastewater – 20 th Edition – 1998
Annual Book of ASTM Standard.volume 11.2001
رواناب های سطحی:
اکثرواحدهای پتروشیمی دارای شبکه جمع آوری مجزا جهت روناب های سطحی بوده و در صورت دارا بودن مقادیر آلودگی بالاتر از مقادیر استاندارد تخلیه به محیطف ابتدا به تصفیه خانه ارسال می شود تا مورد تصفیه قرار گیرد سپس به محیط های آبی تخلیه می شود .
آلودگی هوا :
منابع عمده آلوده کننده هوا در صنایع پتروشیمی (به ویژه در واحد های آمونیاک و اوره ) شامل پارامتر های زیر می باشند .
- گاز آمونیاک
- بخار ات و گرد و غبار خروجی از بالای برج اوره
- گرد و غبار اوره در واحد های بسته بندی اوره
- گازهای خروجی از دودکش ها شامل NH3 ، SOX ، NOX ، O2 ، CO2 ، CO
نقاط نشر آلاینده های اتمسفری :
انتشار هوای فرار از پمپها ، شیر فلکه ها ، فلنج ها ، مخازن ذخیره ، عملیات بارگیری و تخلیه ، فلر ها ، دودکش ها و ... می باشد.
بعضی از ترکیبات آزاد شده به هوا سرطان زا یا سمی هستند .
بعضی از این ترکیبات سرطان زا که ممکن است در هوای انتشار یافته موجود باشند شامل :بنزن ، بوتادین ، 1و 2 دی کلرواتان و وینیل کلراید هستند .
ترکیبات آلی فرار ( VOCS ) انتشار یافته به هوا ممکن است شامل استالدئید ، استون ، بنزن ، تولوئن ،تری کلرواتیلن ، تری کلروتولوئن و گزیلن باشد .
تجهیزات کنترل آلودگی هوا :
از جمله تجهیزات و سیستم های کنترلی برای اندازه گیری و کاهش و حذف آلودگی های هوا می توان به موارد زیر اشاره کرد .
1- بدلیل اینکه عمده ترین منبع نشر آلاینده های اتمسفری صنایع پتروشیمی از دودکش ها( Stack ) می باشد این خروجی ها با توجه به نوع آلاینده، مجهز به سیستم های کنترلی مختلفی ازجمله موارد ذیل هستند .
1- ناک اوت درام زائدات سوز
2- بگ فیلتر
3- سایکلون تر ( واحد دانه بندی گوگرد )
4- اسکرابر زباله سوز
5- سیستم جذب بخارات ( مثل بخارات متانول )
6- سیستم smoke less فلر
7- رسوب دهنده الکترو استاتیک ترWESP) ) مجهر به آنالایزر TOC
8- فیلتر های الکترو استاتیک جذب ذرات
9- سیستم decoke pot جهت جمع آوری ذرات کک
10- Scrop cyclone
11- Hopper cyclone
12 - انواع اسکرابرها :
الف ) caustic scrubber
ب ) natural scrubber
ج ) spray scrubber
د ) vent scrubber
13- سیستم بازیافت بخارات آرماتیکی
14- کوره های مجهز به تکنولوژی pinch و forced draft که باعث کاهش مصرف سوخت، و میزان آلودگی نیز به حداقل کاهش می یابد .
15 - جذب سطحی ( کربن فعال ، سیلیکاژل ،زئولیت ( یک نوع روغن )
16- فیلتر اسیون بیولوژیکی
17- اسکرابرهای زیستی ( تورب ،پوست درختان ، کمپوست )
18- تجزیه حرارتی
اندازه گیری و کاهش آلاینده های اتمسفری :
واحد های پتروشیمی در جهت رفع آلاینده های اتمسفری باید کلیه نقاط نشر آلاینده های اتمسفری را مورد پایش و مونیتورینگ قرار دهند
.
پارامترهای آلاینده هوا و سطوح انتشار در داخل و پیرامون کارخانه
|
حداکثر میزان mg/m3 |
پارامتر |
|
20 |
ذرات |
|
300 |
NOX |
|
10 |
HCL |
|
500 |
SOX |
|
درسطح کارخانه 0/1 ppb ،mg/m3 5 برای انتشار |
بنزن |
|
درسطح کارخانه 0/4 ppb ،mg/m3 5 برای انتشار |
وینیل کلراید |
|
15 |
آمونیاک |
حداکثر میزان اتیلن اکساید در محیط کارخانه PPB ۰/3 است .
انتشار نهایی ترکیبات آالی فرار از استالدئید ، اکریلیک اسید ، بنزیل کلراید ، تتراکلرید کربن ، کلروفلوروکربن ، اتیل آکرلیک ، هالون ، 1 و 1 و1 تری کلرواتان ، تری کلرواتیلن و تری کلروتولوئن باید mg/m3 20 باشد .
غلظت عناصر سنگین باید mg/m3 5/1 باشد .و بیشتر از این مقدار نباشد .
روش های کاهش انتشار آلاینده های اتمسفری :
1- به حداقل رسیاندن میران نشت مواد آلی فرار ( شامل بنزن ،وینیل کلراید و اکسید اتیلن ) از واشر ها ، پمپ ها، فلنج ها و دیگر تجهیزات با استفاده از چفت و بست های مکانیکی .
2- کاهش اتلاف از مخازن ذخیره، خطوط انتقال تولیدات و دیگر سطوح فرایندی به وسیله اتخاذ متدهایی مانند سیستم بازیافت بخار و چفت و بست های دو برابر برای سقف های شناور تانک ها .
3-بازیافت کاتالیزورها وکاهش انتشار ذرات
4- استفاده کم از برنر( شعله های NOX ) برای کاهش انتشار NOX ها
5- بهینه کردن مصرف سوخت
6- در بعضی موارد مواد آلی نمی توانندبازیافت شوند با انتقال آنها به فلرها و دیگر دستگاههای احتراق سوزانده می شوند .
7- ایجاد فضای سبز در مجتمع واطراف آن .
آلودگی صوتی :
عمده ترین آلودگی صوتی ایجاد شده توسط صنایع پتروشیمی صدای ناشی از کمپرسورها و صدای ناشی از فلرینگ ( سوزاندن گاز ) می باشد .
روشهای کنترل آلودگی صوتی
جهت کنترل آلودگی صوتی باید سه مرحله مد نظر قرار گیرد .
الف ) کاهش و کنترل صدای منبع تولید کننده
ب) کاهش و کنترل صدا در مسیر انتشار صوت
ج ) کاهش و کنترل صدا در محل دریافت صوت
از جمله راهکارهای کاهش و کنترل سروصدا عبارتند از
1- استفاده از سدهای آکوستیکی
2- استفاده از پوشش گیاهی
3- استفاده از آسفالتهای متخلخل
4- عایق بندی ساختمانها می باشد .
جهت کنترل صدای کمپرسورها:
از اتاقک آکوستیک همراه با شیشه های دو جداره استفاده می شود. دلیل استفاده از شیشه دو جداره
1- جهت دیدن تجهیزات درون اتاقک و کنترل آن
2- کاهش صدای ناشی از کمپرسور
جهت کنترل صدای ناشی از فلرینگ
وقتی که گاز با فشار زیاد همراه با شعله از فلر خارج می شود صدای بسیار زیادی ایجاد می کند .
هنگامی که واحد پتروشیمی در شرایط نرمال باشد تقریباً صدای زیادی ندارد، چون مقدار خیلی کمی از زائدات به فلر جهت سوزاندن فرستاده می شود ولی اگر واحد پتروشیمی در شرایط SHUT DOWN (اضطراری) باشد و مجتمع نتواند خوراک را مصرف کند، خوراک با فشار زیاد به فلر جهت سوزاندن فرستاده می شود که صدای بسیار زیادی تولید می کند
جهت کاهش صدای فلرینک :
برای کاهش صدای فلر از هیچ تجهیز مکانیکی استفاده نمیشود به همین دلیل فلرهای مجتمع در دورترین قسمتها از مجتمع قرار گرفته اند تا سرو صدای ناشی از سوزاندن به واحدهای کاری نرسد .
از جمله دستگاههای دیگر که صدا تولید می کند فن های دستگاهها می باشد مثل فن های Cooling tower که اپراتورهای این دستگاه از گوشی های ایرماف وایر پلاک که ماکزیمم db 29 صدا را کاهش می دهند استفاده می کنند .
استفاده از مافلرها و دیوارهای جاذب صوت به منظور کنترل آلودگی
نصب سایلنسر جهت کنترل آلودگی صدا در روی خروجی برخی نقاط فرایندی
جهت سنجش صدا در قسمتهای مختلف کارخانه از دستگاه level meter sound استفاده می شود .
حدود مجاز صدا در هوای آزاد ایران
|
نوع منطقه |
روز (از ساعت 7 الی 22 ) dB |
شب از ساعت 22 الی 7 |
|
1. منطقه مسکونی |
55 |
45 |
|
2. منطقه تجاری- مسکونی |
60 |
50 |
|
3.منطقه تجاری |
65 |
55 |
|
4.منطقه مسکونی - صنعتی |
70 |
60 |
|
5. منطقه صنعتی |
75 |
65 |
معیار اندازه گیری(30) (Leq (Equivalent Sound Level : تراز معادل فشار صورت اندازه گیری شده در مدت 30 دقیقه بر حسب dB
Leq : تراز معادل فشار صورت بر حسب dB
مواد زائد و جامد :
مهمترین مواد زائد و جامد د رصنایع پتروشیمی را میتوان زایدات خطرناک محسوب نمود که به دلیل وجود بقایای نمک در آنها می توانند موجب شوری منابع آب های سطحی و زیر زمینی و خاک درمحل های دفن گردند .
1- دفن غیر اصولی زایدات دارای جیوه در شرایط وزش باد، ریزش رواناب ها و یا در زمان حمل و نقل یا نگهداشت غیر فنی باعث ایجاد مخاطرات جدی برای افراد می گردد.
2- یکی دیگر از مواد زائد خطر ناک مواد PCB یا بی فنیل پلی کلرات یک ترکیب آرماتیک است و نوع آن با مقدار کلرات موجود درآن مشخص می شود. این ماده یکی از مواد خطر ناک POP S
( persistenet organic pollution ) می باشد .
یکی از مواردی که PCB به وضوح در آن مشاهده گردیده است روغن های آسکارل می باشد که به جهت عایق بودن در مقابل حرارت و الکتریسیته از آن در ترانسفورماتور ها ، خازن ها ، رکتیفایرها و ... استفاده میگردد . به علت عدم تجزیه پذیری و پایداری بسیار بالای PCB این ماده می تواند خطرات بسیار زیادی برای محیط زیست ، گونه های جانوری و همچنین انسان داشته باشد . قوانین زیادی برای جلوگیری از pops ها در طبیعت وضع شده است که برخی از آنها عبارتند از :
- تمامی تجهیزات که حاوی مقادیر بیشتر از ppm 50 باشند تجهیزات آلوده محسوب می شوند .
- دفن تجهیزات حاوی PCB در طبیعت غیر قانونی می باشد .
- نگهداری و جابجایی تجهیزات حاوی PCB غیر قانونی است .
جهت امحاء این تجهیزات ، تکنولوژیهای بسیار پیشرفته و نیروی متخصص نیاز می باشد که این مواد در زباله سوزهای ویژه عملیات امحاء آنها اجرا می شود.
3- کیک ( لجن ) حاصل از پساب بخش کاتالیستهای احیا شده و پسماندهای نیمه جامد به وسیله دستگاه زائدات سوز سوزانده می شود .
4- پسماندهای عادی و بعضی از پسماندهای صنعتی نیز در لندفیل ها دفن بهداشتی می شود .
خلاصه فاکتورهای آلاینده صنایع پتروشیمی خصوصاً بخش ها ی اوره و آمونیاک
|
انواع آلایندهها |
واحدهای مختلف |
فاکتورهای آلاینده |
|
آلایندههای آبهای سطحی و زیرزمینی، خاک |
پساب خنک کنندهها |
کرومات، میکروب کشها |
|
واحد کلرور کلسیم |
کلرور کلسیم، کربناتها، نمک طعام و شیر آهک، مواد معلق |
|
واحد سودااش |
مواد معدنی فوق + بار آلی ازته |
|
واحد کلر آلکالی |
جیوه، شوری |
|
واحد آمونیاک |
مواد آلی ازته، آمونیاک، روغن و فلز مس |
|
واحد تصفیه آب |
pH با نوسان زیاد، نیترات و نمکها |
|
واحد اوره |
بار آلی ازته و آمونیاک |
|
واحد اسید نیتریک |
بار آلی ازته، آمونیاک و pH پایین |
|
واحد نیترات آمونیم |
مواد ازته و آمونیاک بالا |
|
فاضلاب نشتیها |
ترکیبات ازته، pH، فلزات سنگین، کلرور و مواد محلول |
|
فاضلاب بهداشتی |
BOD، نیترات، کلیفرم |
|
واحدهای پلی اتیلن |
تیتانیوم، فلزات سنگین، جامدات محلول |
|
واحد پلی بوتادین رابر PBR |
بنزن، حلالها |
|
واحد بوتن |
آلومینیوم، تیتانیوم و منیزم |
|
واحد استالدئید |
کلرواستالدوید، کلرید مس |
|
آلایندههای هوا |
واحد اوره |
گردو غبار، بخارات |
|
عموم واحدها |
گاز آمونیاک |
|
دودکشها |
CO , CO2 , O2 , NOX , SOX , NH3 |
|
پسماندهای خطرناک |
عموم واحدها |
بقایای نمکها، جیوه، کلرین |
|
ایمنی |
واحدهای ذخیرهسای، انتقال، حمل، محیطهای بسته |
انفجار ، آتشسوزی، بخارات سمی آمونیاک و جیوه و نیکل، نشتی خطوط انتقال گازها، زلزله |
نتایج :
واحدهای پتروشیمی به دلیل پیچیدگی و گستردگی مواد مصرفی ، واسطه و تولیدی و نوع سیتم های کنترلی به کار گرفته شده از لحاظ بررسی زیست محیطی شرایط سخت تری را نسبت به صنایع دیگر دارند و لذا بررسی آلایندگی آنها نیازمند توان کارشناسی بالا و کسب اطلاعات دقیق از فرایندها و مواد می باشد .
چنانچه اطلاعات دقیق از میزان و نوع آلودگی و نحوه انتشار مواد آلاینده در دست نباشد . مشکلات موجود به درستی شناخته نشده و پیامد آن ، روش های درمانی نیز تأثیر چندانی نخواهد داشت .
با توجه به نیاز آبی شدید مجتمع های پتروشیمی و قرارگیری آنها در کنار مناطق آبی همچون خلیج فارس و دریای عمان و ... و پیامد های آنها مانند ایجاد پساب نفتی و شیمیایی ، آلودگی صوتی ، سوزاندن گازهای تفکیکی ، جمع آوری مواد زائد شیمیایی،دفع زباله و ... یک چالش بزرگ زیست محیطی در پیرامون صنایع پتروشیمی مشاهده می کنیم .
خلیج فارس و دریای عمان ، جزو متنوع ترین اکوسیستم های جهان هستند و شرایط خاص این مناطق ، از نظر تنوع ویژه رویشگاههای گرمسیری ، گونه های مختلف جانداران آبزی و غیره حساسیت ویژه ای برای این محیط های آبی به وجود آورده است .
این مناطق به واسطه شرایط خاص آب و هوایی، واجد نادرترین و حساس ترین اکوسیستم های دریایی و
جوامع گیاهی و جانوری ایران هستند که از جمله می توان به آب سنگ های مرجانی ، جنگل های گرمسیری مانگرو و زیستگاههایی نظیر هورها و خورها ، پستانداران آبزی ، لاک پشت های آبی ، ماهیان زینتی و تجارتی و رویشگاههای گرمسیری اشاره کرد .
که با توجه به تخلیه پساب صنایع پتروشیمی به این مناطق شاهد از بین رفتن تدریجی آنها خواهیم بود .
نمونه های از آلایندگی زیست محیطی صنایع
1- تخریب مرجانهای طبیعی در عسلویه و خلیج نایبند به منظور احداث واحد های جدید پتروشیمی
2- تخریب اکوسیستم خلیج فارس و تبدیل شدن خور موسی به مرداب به دلیل رعایت نکردن اصول صحیح جایگیری مجتمع های پتروشیمی
3- از بین رفتن صدف های مروارید ساز خلیج فارس به دلیل آلوده شدن آبها به مواد شیمیایی مختلف و مضر غیر قابل تجزیه
4- هیدرولیز شدن تخم موجودات آبزی ، بارور نشدن و از بین رفتن آبزیان در مرحله نوزادی و از بین رفتن امنیت شغلی صیادان منطقه .
5- استشمام آمونیاک موجود در هوای منطقه
6- مشاهده پسابهای ورودی به دریا و ایجاد مناظر زشت در این مناط
پیشنهادها :
1- شناسایی دقیق پسابها و اندازه گیری کمی و کیفی آلاینده ها در کلیه واحد های پتروشیمی
2- ایجاد تصفیه خانه های اصولی و با تکنولوژی روز
3- توسعه فضای سبز و آبیاری آنها با استفاده از پسابهای صنعتی تصفیه شده
4- تغییر فرایند بعضی از مجتمع ها و تولیدات آنها
5- عدم استفاده از تکنولوژی غیر کار آمد و استفاده از تکنولوژی روز
6- جایگزینی تولیدات بی ضرر و کم ضرر زیست محیطی با تولیدات با اثرات زیست محیطی بالا مانند جایگزینی ETBE به جای MTBE که کمتر از نصف مقدار MTBE در آب حل می شود و عمر آن نصف عمر MTBE بوده و همچنین از فرمالدئید سرطان زای ناشی از MTBE عاری بوده و با سهولت بیشتری از آب حذف می شود .
7- شفاف سازی و اطلاع رسانی درست و اصولی در زمینه فعالیتهای صنایع پتروشیمی
8- تربیت و به کارگیری نیروهای متخصص و آشنا به محیط زیست در صنایع پتروشیمی
9- آموزش کارشناسان و مهندسان ومدیران صنایع پتروشیمی با روش های علمی نظیر HAZOP ، FMEA و مهندسی محیط زیست و بکارگیری این آموزش ها جهت کاهش و حذف اثرات زیست محیطی صنایع پتروشیمی
10 - بکار گیری یک برنامه نگهداری تجهیزات که انتشار مواد آلی مثل اتیلن اکساید ، بنزن ، وینیل کلراید ، ۱ و 2 دی کلرواتان و دیگر مواد آلی را کاهش دهد
1۱- نصب سیستم های بازیابی بخار برای کاهش انتشار VOC
12 - استفاده کم از برنرNOX
13 - بهیه کردن مصرف سوخت
14 - احیاء و استفاده مجدد کاتالیزرهای مصرف شده ، حلال ها و دیگر محلول های مصرف شده به میزان مناسب .
15 - باز چرخش آب خنک کننده ها
16- جداسازی روان آبهای سطحی از جریان پساب
17 - استفاده از افزودنی های با پایه غیر کرومی در آب خنک کننده ها
18 - طراحی و تمرینات آموزشی واکنش در برابر حوادث غیر مترقبه واحد
19 - اعمال داده ها و استانداردهای خام جهانی با در نظر گرفتن توان خود پالایی محیط با استاندارد های منطبق با شرایط هر منطقه
20 - انجام ارزیابی زیست محیطی صحیح برای توسعه صنایع پتروشیمی
منابع و مأخذ :
1- کتاب «راهنمای ارزیابی اثرات زیستمحیطی کارخانجات پتروشیمی» ، سید مسعود منوری، تهران، انتشارات فرزانه، 1381، چاپ اول 1380
2- جعفر زاده ، محمد تقی – سیمای زیست محیطی صنعت پتروشیمی – انتشارات صنوبر – چاپ اول
3- اداره HSE شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران – آلاینده های زیست محیطی و روش های کنترل آنها – انتشارات روابط عمومی – 1388
4- سایت سازمان حفاظت محیط زیست – آشنایی با اثرات زیست محیطی و فاکتورهای آالاینده صنعت پتروشیمی – مهدی گندم کار
5- شبکه تحلیلگران تکنولوژی ایران – آثار تخریب پتروشیمی بر محیط زیست .
6- سایت خبری فارس – سهل انگاری صنایع پتروشیمی در ورود جیوه به خلیج فارس – الهه رفیعی نژاد .
7- شبکه تحلیلگران تکنولوژی ایران – پتروشیمی – تکنولوژی و آلودگی های محیط زیست – علیرضا پیمان پاک .
8- سایت پتروشیمی کارون – حفاظت از محیط زیست
9- سایت کانون مهندسی شیمی – لایه ازن و صنایع پتروشیمی – محمد افرا
10 - شبکه تحلیلگران تکنولوژی ایران – مثالهایی از آلودگیهای محیط زیست
11- سایت ایران صدا – گامهای موثر پتروشیمی در حفاظت محیط زیست.
12- سایت کانون مهندسی شیمی – تحلیل اثرات مخرب زیست محیطی در صنایع پتروشیمی .
13- سایت شرکت روژان صنعت البرز
