در تولیدات صنعتی مدرن، حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار به ملاحظات ضروری تبدیل شدهاند. بهویژه در محیطهای صنعتی که از سیستمهای هوای فشرده روغنکاری شده استفاده میشود، تصفیه آب میعانات روغنی یک چالش حیاتی را نشان میدهد. آب میعانات روغنی تصفیه نشده که مستقیماً به محیط زیست تخلیه میشود، میتواند باعث آلودگی شدید آبها، خاک و اکوسیستمها شود و در عین حال شرکتها را در معرض جریمههای مالی و آسیب به شهرت قرار دهد.
1. خطرات آلودگی نفتی و مقررات زیست محیطی
1.1 خطرات آلودگی نفتی
آلایندههای نفتی تهدیدات زیست محیطی چندوجهی با اثرات گسترده و پایدار ایجاد میکنند که اکوسیستمها و سلامت انسان را به خطر میاندازند:
-
آلودگی آب:نفت لایههای سطحی ایجاد میکند که انتقال اکسیژن را کاهش میدهد، حیات آبزیان را خفه میکند و منابع آب آشامیدنی را آلوده میکند.
-
آلودگی خاک:نفت خواص خاک را تغییر میدهد، رشد گیاهان را مهار میکند و میتواند از طریق تجمع طولانی مدت، آبهای زیرزمینی را آلوده کند.
-
آلودگی هوا:اجزای فرار نفت به آلودگی جوی و خطرات سلامت تنفسی کمک میکنند.
-
تاثیرات بر حیات وحش:حیوانات پوشیده از نفت، عایق و شناوری خود را از دست میدهند، در حالی که نفت بلعیده شده به اندامها و سیستمهای تولید مثل آسیب میرساند.
-
اختلال در اکوسیستم:آلودگی نفتی زنجیرههای غذایی را مختل میکند و تنوع زیستی را از طریق اثرات سمی بر گونههای حساس کاهش میدهد.
1.2 مقررات زیست محیطی
با توجه به این اثرات شدید، کشورها در سراسر جهان مقررات سختگیرانهای را برای محدود کردن تخلیه فاضلاب روغنی وضع کردهاند:
-
استانداردهای تخلیه:معمولاً غلظت روغن را زیر 10 میلیگرم در لیتر برای پسابهای صنعتی الزامی میکند.
-
جریمههای مالی:تخلفات شامل جریمههای قابل توجهی متناسب با شدت آلودگی است.
-
تعلیق عملیاتی:تخلفات جدی ممکن است باعث توقف تولید اجباری تا زمان دستیابی به انطباق شود.
-
مسئولیت کیفری:موارد شدید ممکن است شامل پیگرد قانونی پرسنل مسئول باشد.
بنابراین جداکنندههای روغن و آب، هم مسئولیت شرکتی و هم اقدامات ضروری برای انطباق قانونی را نشان میدهند.
2. عملکردهای اصلی و کاربردهای صنعتی
2.1 عملکردهای اصلی
جداکنندههای روغن و آب از آلودگی محیط زیست از طریق تصفیه چند مرحلهای جلوگیری میکنند:
- حذف روغنهای آزاد، امولسیون شده و حل شده از فاضلاب
- محافظت از منابع آب در برابر آلودگی هیدروکربنی
- اطمینان از انطباق با مقررات برای تخلیههای صنعتی
- کاهش هزینههای تصفیه پاییندستی از طریق پیشتصفیه موثر
- فعال کردن بازیابی روغن برای استفاده مجدد احتمالی در برخی سیستمها
2.2 کاربردهای صنعتی
این سیستمها نقشهای حیاتی را در بخشهای مختلف ایفا میکنند:
-
معدن:نشت روانکنندههای ماشینآلات را در فرآیندهای استخراج تصفیه میکند
-
ساخت و ساز:پساب تجهیزات را در محل کار پردازش میکند
-
تصفیه فاضلاب:ورودی حاوی روغنهای صنعتی و خدمات غذایی را مدیریت میکند
-
خودرو:رنگ، روانکننده و محلولهای تمیزکننده را از تولید/تعمیر مدیریت میکند
-
تولید مواد غذایی:تخلیههای روغن گیاهی/حیوانی را از فرآوری تصفیه میکند
-
پتروشیمی:فاضلاب آلوده به هیدروکربن را از عملیات پالایش/شیمیایی برطرف میکند
-
تولید:سیالات و روانکنندههای فلزکاری را پردازش میکند
-
دریایی:آب بالاست حاوی مخلوط سوخت/روانکننده را تصفیه میکند
-
تولید برق:تخلیههای روغن ترانسفورماتور را مدیریت میکند
-
مهماننوازی:گریس آشپزخانه و ضایعات مواد غذایی را پردازش میکند
3. اصول عملیاتی
جداکنندهها از تفاوتهای خواص فیزیکی بین روغن و آب از طریق جداسازی گرانشی و فیلتراسیون جذب استفاده میکنند:
3.1 مرحله پیشتصفیه
-
کاهش فشار:تلاطم را به حداقل میرساند تا از امولسیون قطرات روغن جلوگیری شود
-
تهنشینی گرانشی:به جامدات متراکم و روغن آزاد اجازه میدهد تا در محفظههای نگهداری طراحی شده جدا شوند
-
فیلتراسیون درشت:ذرات بزرگ را حذف میکند تا از اجزای پاییندستی محافظت شود
3.2 فیلتراسیون اولیه
الیاف پلیپروپیلن اولئوفیلیک قطرات روغن را جذب میکنند و در عین حال آب را دفع میکنند، با نظارت خودکار که نیاز به تعویض را نشان میدهد.
3.3 فیلتراسیون ثانویه/سوم
کربن فعال یا مواد معدنی ارگانوکلی، روغنهای باقیمانده را از طریق مکانیسمهای جذب پیشرفته حذف میکنند و به پساب آماده تخلیه میرسند.
3.4 تخلیه و جمعآوری
آب فرآوری شده که استانداردهای محتوای روغن را برآورده میکند، با خیال راحت تخلیه میشود، در حالی که روغنهای بازیابی شده تحت دفع حرفهای قرار میگیرند.4. اجزای اصلی سیستم
عملکرد به عناصر مهندسی حیاتی بستگی دارد:
مخازن جداسازی:
-
محفظههای مقاوم در برابر خوردگی که برای دینامیک سیال بهینه طراحی شدهاندپیشفیلترها:
-
سیستمهای حذف ذرات که از مواد پاییندستی محافظت میکنندفیلترهای اولئوفیلیک:
-
ماتریسهای فیبر پلیپروپیلن برای جذب اولیه روغنرسانههای پیشرفته:
-
کربن فعال/ارگانوکلی برای فیلتراسیون پولیشسیستمهای کنترل:
-
قابلیتهای نظارت و هشدار خودکار5. تغییرات فناوری
اصول عملیاتی مختلف برای کاربردهای مختلف مناسب است:
جداکنندههای گرانشی:
-
ساده، مقرون به صرفه برای جریانهای با محتوای روغن بالاجداکنندههای همجوشی:
-
سیستمهای تجمع قطرات کوچک کارآمدسیستمهای جذب:
-
رسانههای تخصصی برای روغنهای حل شده/امولسیون شدهسیستمهای غشایی:
-
تصفیه با راندمان بالا برای ضایعات متمرکزسیستمهای بیولوژیکی:
-
تخریب میکروبی روغنهای زیست تخریبپذیر6. ملاحظات انتخاب و نگهداری
6.1 معیارهای انتخاب
انتخاب بهینه سیستم مستلزم ارزیابی موارد زیر است:
الزامات ظرفیت نرخ جریان
- غلظت روغن ورودی
- استانداردهای تخلیه محلی
- محدودیتهای فضای نصب
- تجزیه و تحلیل هزینه چرخه عمر
- ویژگیهای فاضلاب (pH، دما، آلایندهها)
- 6.2 پروتکلهای نگهداری
عملکرد پایدار مستلزم موارد زیر است:
تعویض برنامهریزی شده مواد فیلتر
- تمیز کردن منظم محفظه جداسازی
- تشخیص سیستم کنترل
- بازرسیهای نقطه تخلیه
- روانکاری اجزای متحرک
- سوابق نگهداری جامع
- 7. روندهای فناوری نوظهور
نوآوری بر موارد زیر متمرکز است:
افزایش راندمان جداسازی
- نظارت/اتوماسیون هوشمند
- بهینهسازی انرژی
- روشهای پیشرفته بازیابی روغن
- سیستمهای تصفیه یکپارچه
- مواد فیلتراسیون جدید
- کاربردهای بیوتکنولوژیکی
- 8. نتیجهگیری
جداکنندههای روغن و آب نقش حیاتی در حفاظت از محیط زیست و انطباق با مقررات دارند. از طریق انتخاب، بهرهبرداری و نگهداری مناسب فناوری، تأسیسات صنعتی میتوانند اثرات زیستمحیطی را به حداقل برسانند و از عواقب قانونی اجتناب کنند. از آنجایی که استانداردهای زیستمحیطی در سطح جهان همچنان در حال سختگیری هستند، این سیستمها اهمیت بیشتری برای عملیات صنعتی پایدار خواهند داشت.