كاربرد بيو تكنولوژي در تصفيه آبهاي آلوده نفتي

[*میترا*]

در این مقاله سعی شده است با استفاده از روش

Powder Activated Carbon Treatment(PACT)
یا سیستم لجن فعال ـ پودر کربن اکتیو و روش
Bioaugmented Activated Sludge (BAS)
یا افزایش بیولوژیکی در لجن فعال تصفیه پذیری یک فاضلاب صنعتی ـ روغنی مورد بررسی قرار گیرد.
فاضلاب روغنی ـ صنعتی مورد استفاده، فاضلاب پالایشگاه نفت بهران می باشد. و ماده آروماتیک مورد نظر تولوئن می باشد که حاصل پروسس HVI (پروسه ضریب ویسکوزیته بالا) می باشد که در این پروسه لوبکاتهای نفتی (Lubcuts) در واحد فورفورال آروماتیک خود را برای افزایش گرانروی از دست می دهند و در واحد تفکیک بوسیله حلال M.E.K (متیل اتیل کتون) و تولوئن جدا می شوند. همچنین جهت جداسازی مواد پارافین واکس برش روغنی را با مخلوطی از حلالهایی مانند تولوئن و MEK یا MIBK مجاور می کنند.
از آنجائیکه همه انواع هیدروکربن های موجود در یک برش روغنی مطلوب نبوده و مهمترین این هیدروکربن ها ترکیبات آروماتیک هستند که به دلیل ایجاد پایداری کم در برابر اکسیداسیون موجب تغییر رنگ روغن و ایجاد ترکیبات (Deposits) مواد ته نشین شده در دماهای بالا و شاخص گرانروی پائین (Vicosity Index یا VI) و افت گرانروی پائین شده و تأثیرات نامطلوب بر روی لاستیک ها و آب بندها می گذارند امروزه فرآیندهای متعددی برای حذف این ترکیبات به منظور ساخت و بهبود کیفیت روغن های پایه مورد استفاده قرار می گیرد. البته روش PACT هزینه بالایی دارد که می توان بعد از مصرف کربن را احیاء نمود تا از نظر اقتصادی نیز قابل توجیه باشد
همچنین در این مقاله سعی شده است مقدار جذب سطحی کربن و ثوابت سنتیکی آن نیز محاسبه شود و با روش BAS مقایسه شود.

[*میترا*]

در این روش با استفاده از میکروارگانیزمها، گیاهان خاصی نسبت به تبدیل مواد آلاینده فاضلاب به مواد کم خطرتر برای محیط زیست همچنین جذب مواد آلاینده و لخته سازی آنها اقدام می شود.
انواع میکرو ارگانیسم ها روی مواد آلاینده می تواند موثر باشد نظیر مخمرها، باکتریهاـ پروتوزوئرها ـ قارچ ها و غیره.
آلودگی های نفتی

اگر چه آلودگی های نفتی در تمام نقاط جهان ایجاد می شود اما مقادیر آلودگی به مشکلی که تهدید جدی علیه محیط زیست باشد، همواره در مناطق نفت خیز جهان اتفاق می افتد. آلودگی نفتی مربوط به عملیات حفاری فلات قاره ایکس تاک (IXToC) ، در ماه ژوئن 1979 در حدود 445000 تن و آلودگی نفتی مربوط به نفت کش اکسون والدز (Exxon Valdez) ، در سال 1969 در آلاسکا که از آن به عنوان بزرگترین فاجعه زیست محیطی آبی نام برده شده و منجر به ورود 250/000 بشکه نفت به دریا شد و در نهایت فاجعه عظیم زیست محیطی در جنگ خلیج فارس که بیش از 10 میلیون بشکه نفت خام را وارد دریای خلیج فارس کرده است تخمین زده می شود که سالانه بیش از 2 میلیون تن نفت یا مشتقات نفتی در حالت طبیعی وارد آب دریاها می شود.
نفت و مشتقات نفتی به صورتهای مختلفی مورد استفاده بشر قرار می گیرد از آنجا که نفت خام حاوی ترکیبات شیمیایی متعددی است که هر کدام به نوعی در ردیف ترکیبات ضد حیات (X enobio tics) قرار دارند. لذا حضور نفت خام در محیطهای آبی یکی از مهمترین منابع آلوده کننده محیط زیست به شمار می آید.
آلودگیهای نفتی از لحاظ توزیع و میزان آلودگی در طبیعت به دو گروه تقسیم می شوند.
1ـ آلودگی در محل: غلظت آلودگی در محل آلودگی به حدی می رسد که تمام سیستم های حیاتی آن محل را با تهدید جدی روبرو می کند. به عنوان مثال تصادفات تانکرهای نفتی، تخریب یا انفجار یک ترمینال نفتی و آلودگی ناشی از اسکله های نفتی و خطوط انتقال نفت
2ـ آلودگی پراکنده: این نوع آلودگی به علت استفاده گوناگون بشر از نفت خام و مشتقات آن (شامل روغن های سوختی، ترکیبات آروماتیک و …) می باشد.

[*میترا*]

بدنبال حادثه نفتی اکسون والدز در سواحل آلاسکا، کارشناسان پس از یک طرح و برنامه ریزی به این نتیجه رسیدند که از باکتریهای بومی استفاده می کنند. بدین شکل که ترکیباتی موسوم به تقویت کننده (Fetilizer) با فرمولاسیون خاصی به کار گرفته شود متخصصین شرکت اکسون با صرف هزینه ای برابر 10 میلیون دلار در طول 15 روز توانستند با بکارگیری از ترکیبات تقویت کننده به افزایش زیاد جمعیت باکتریهای نفت خوار پرداخته و تا حدودی در حذف لکه های نفتی موفق شوند. با بکارگیری این روش، سرعت مصرف هیدروکربنهای نفتی بالا می رود. البته عواقب ناشی از بکارگیری تقویت کننده که خود شامل چندین مولکول سمی و غیرسمی است هنوز گزارش نشده است.
پس از مطالعات انجام شده توسط محققین و شناسایی میکرو ارگانیزمهایی که می توانند از هیدروکربنهای نفتی به عنوان منبع انرژی استفاده کنند. دو کاربرد مهم و ضروری جهت به کارگیری میکرو ارگانیزمهای نفت خوار در علوم مهندسی رواج یافت.
1ـ استفاده از میکرو ارگانیزمهای نفت خوار برای استخراج نفت که پس از استخراج نفت قابل دسترسی از مخازن حدو 2/3 نفت در مخازن باقی مانده است. و با توجه به اینکه اغلب روشهای فیزیکی وشیمیایی مانند روشهای گرمادهی، امتزاج مواد، روشهای شیمیایی و پر کردن منافذ به طور انتخابی مقرون به صرفه نیستند، بنابراین به کارگیری میکرو ارگانیزمها از جمله پروتوزوئرها، جلبکها و قارچها خصوصاً باکتریها مفید و اقتصادی بوده و از سال 1926 توسط بک من (Bekman) و سپس در سال 1945 بطور وسیعتری توسط زوبل (Zobell) و همکارانش مورد بررسی قرار گرفت و عملکرد آنها در پر کردن منافذ به طور انتخابی و تولید مواد مختلف برای سهولت بازیابی نفت پیشنهاد وبه کار گرفته شده است.
2ـ کاربرد دیگر میکرو ارگانیزم ها حذف بیولوژیکی آلودگی نفتی در محیط زیست می باشد بطوریکه از آنها برای تجزیه آلودگیهای مختلف نفتی در آب وخاک استفاده شود. در سال 1946 زوبل و همکارانش عملکرد میکرو ارگانیزمها روی هیدروکربنها را مورد مطالعه قرار دادند و گزارش کردند که بسیاری از میکروارگانیزمها قادرند از هیدروکربنها به عنوان منبع کربن و انرژی در طبیعت استفاده کنند.
میزان مصرف هیدروکربنها به اجزاء تشکیل دهنده نفت و شرایط محیطی و تجمع میکروبی بسیار وابسته است. مطالعات کلاسیک او پس از دوازده سال با غرق شدن تانکر عظیم توری کانیون (Torry Canyon) در کانال انگلیسی توسط همین فرد به طور جدی تری ادامه یافت و توجه بسیاری از مجتمع های علمی را به خود جلب کرد.
از آن به بعد بسیاری از محققان در گوشه و کنار جهان به تحقیق و بررسی حذف بیولوژیکی آلودگیهای نفتی پرداختند که به طور پراکنده در همه دنیا وارد محیط زیست می شوند.
در این گروه صنایع پتروشیمی، پالایشگاهها، فاضلابها و کارگاههای مختلف که با ترکیبات نفتی سروکار دارند از منابع آلوده کننده می باشند.