مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در ادامه سه طرح متداول برای تصفیه رواناب‌های حاوی نفت و مشتقات روغنی در پالایشگاه‌های نفت را معرفی می‌کنم. هر طرح را از نظر هزینه سرمایه‌گذاری اولیه (CAPEX)، فضای لازم و نرخ بازگشت سرمایه (ROI) مقایسه شده و پس از آن اجزای هر طرح را با عملکرد و حذف‌کننده‌های اصلی توضیح می‌گردد.

طرح ۱: فرآیند فیزیکوشیمیایی ساده (سپراتور API + شناورسازی با هوای محلول + تصفیه بیولوژیک بارشده)

• مقایسه اقتصادی، فضایی و ROI
  این طرح کمترین CAPEX را دارد و تجهیزات اصلی آن (سپراتور API، واحد DAF و حوض‌های بیولوژیک) نسبتا ارزان هستند. اما به فضای زیادی (حدود ۲۰۰۰–۲۵۰۰ متر مربع برای ظرفیت متوسط) نیاز دارد چون مخازن سپراتور و DAF باید ابعاد بزرگی داشته باشند. نرخ بازگشت سرمایه در کوتاه‌مدت متوسط است؛ هزینه عملیاتی پایین و نگهداری ساده است اما درآمد جانبی مستقیم (مثل بازیابی حلال یا روغن) در این طرح وجود ندارد.

• اجزای اصلی و عملکرد

  1. مخزن برابرسازی (Equalization): یکنواخت‌سازی جریان و غلظت روغن تا از شوک‌های هیدرولیکی و نوسان بار آلودگی جلوگیری شود.

  2. سپراتور API (Gravity Separator): بر پایه‌ی گرانش، قطرات بزرگ روغن و ذرات جامد سنگین جدا می‌شوند؛ حذف اولیه حدود 50–60% BOD و تقریباً تمام ذرات بزرگ روغن.

  3. شناورسازی با هوای محلول (DAF): بقیه روغن‌های ریز معلق و ذرات سبک با تزریق حباب‌های ریز هوا جدا می‌شوند؛ حذف اضافی 85–95% روغن و چربی.

  4. راکتور بیولوژیک بارشده (Attached‑Growth Bioreactor): نیتروفیل‌ها و باکتری‌های اختصاصی روی بستر (پلی‌پروپیلن یا رزین) چسبیده و مواد آلی قابل تجزیه (COD/BOD) را از بین می‌برند؛ حذف 80–90% COD باقیمانده.

  5. زلال‌سازی ثانویه (Secondary Clarifier): لجن بیولوژیک را از پساب جدا می‌کند و پساب برای تخلیه یا استفاده مجدد آماده می‌شود.

طرح ۲: فرایند ترکیبی پیشرفته (هیدروسیکلون + انعقاد–لخته‌سازی + MBBR + کربن فعال)

• مقایسه اقتصادی، فضایی و ROI
  CAPEX متوسط رو به بالا و OPEX متوسط دارد. هیدروسیکلون‌ها و راکتورهای بیوفیلم متحرک از نظر فضا جمع‌وجورترند و حجم کل واحدها به حدود ۱۰۰۰ متر مربع کاهش می‌یابد. به‌دلیل بازیابی نسبی روغن در سیکلون و حذف قوی آلاینده‌ها با کربن فعال، امکان فروش مجدد روغن بازیافت‌شده و کاهش هزینه‌های جریمه زیست‌محیطی، ROI خوبی در میان‌مدت فراهم می‌شود.

• اجزای اصلی و عملکرد

  1. هیدروسیکلون (Hydrocyclone): با نیروی گریز از مرکز، قطرات روغن و ذرات سنگین‌تر از آب جدا می‌شوند؛ حذف اولیه 60–70% روغن و تسریع مراحل بعد.

  2. واحد انعقاد–لخته‌سازی (Coagulation–Flocculation): افزودن پلی‌الکترولیت‌ها باعث چسبیده شدن روغن‌های ریز به ذرات لخته‌شونده و تشکیل فلوک‌های قابل شناورسازی می‌شود؛ حذف بیشتر روغن ریز و برخی امولسیون‌های پایدار.

  3. واحد بیوفیلم متحرک (MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor): صفحات پلاستیکی معلق در راکتور سطح تبادل‌بالای زیستی ایجاد می‌کنند که مواد آلی باقیمانده (COD/BOD) را تا 90% تجزیه می‌کند.

  4. ستون جذب کربن فعال (GAC): آلاینده‌های آلی باقیمانده، ترکیبات معطر نفتی (PAH) و مواد ایندکس شده BOD/COD روی سطح کربن نشسته و حذف می‌شوند؛ پاکسازی نهایی کیفیت پساب به استانداردهای سختگیرانه.

  5. واحد بازیابی روغن (Oil Recovery): روغن جمع‌آوری‌شده از سیکلون و شناورسازی به واحد ذخیره‌سازی یا فروش منتقل می‌شود و درآمد جانبی ایجاد می‌کند.

طرح ۳: راکتور غشایی بیولوژیک (MBR) + اکسیداسیون پیشرفته (AOP) + تقطیر غشایی

• مقایسه اقتصادی، فضایی و ROI
  بیشترین CAPEX و OPEX را دارد، اما کوچک‌ترین فضای ممکن (حدود ۶۰۰–۸۰۰ مترمربع) را اشغال می‌کند چرا که MBR و واحدهای AOP فشرده‌اند. کیفیت پساب خروجی “صنعتی-خالص” است و می‌توان بخشی از آب را مجدداً در فرآیند خنک‌کاری یا شستشو به‌کار برد. با توجه به کاهش هزینه‌های مصرف آب و امکان فروش بخشی از ترکیبات خالص بازیافت‌شده، نرخ بازگشت سرمایه در بلندمدت بسیار بالا خواهد بود.

• اجزای اصلی و عملکرد

  1. راکتور غشایی بیولوژیک (MBR): ترکیب راکتور بیولوژیک و فیلتراسیون غشایی (UF/MF) در یک واحد، حذف 95–98% BOD/COD و تمام ذرات معلق؛ خروجی با SDI بسیار پایین و شفاف.

  2. اکسیداسیون پیشرفته (AOP – UV/H₂O₂ یا ازن): رادیکال •OH تولیدشده واکنش‌های معدنی‌سازی را تسریع می‌کند و ترکیبات مقاوم آلی (مانند PAHهای سنگین) را به CO₂ و آب تبدیل می‌کند؛ حذف بیشتر از 90% آلاینده‌های باقیمانده.

  3. تقطیر غشایی (Membrane Distillation): در دمای پایین و اختلاف بخار، آب خالص از غشا عبور می‌کند و جریان غلیظ شده حاوی باقی‌مانده روغن و چربی‌ها برای تصفیه مجدد یا دفع با حجم به‌مراتب کمتر آماده می‌شود. این واحد امکان بازیابی آب بیش از 80% و کنسانتره‌سازی آلاینده‌ها را می‌دهد.

مقایسه نهایی
طرح ۱ با کمترین هزینه اولیه و پیچیدگی عملیاتی؛ اما فضای زیاد و ROI متوسط دارد چون بازیابی روغن محدود است. طرح ۲ تعادلی میان هزینه و عملکرد ایجاد می‌کند: CAPEX متوسط، فضا و هزینه عملیاتی کمتر از طرح ۱، و امکان بازیابی روغن و حذف قوی‌تر آلاینده‌ها، ROI خوبی فراهم می‌آورد. طرح ۳ گران‌ترین و پیچیده‌ترین گزینه است ولی در فضا فشرده است و با تولید پساب با خلوص صنعتی و امکان بازچرخش آب و بازیابی ترکیبات، در درازمدت بالاترین نرخ بازگشت سرمایه را داراست.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب