سایت بهداشت محیط ایران

بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط

سایت بهداشت محیط ایران

بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط

برگه‌ها

آمار : 21895382 بازدید Powered by Blogsky

بررسی واحد تصفیه آب پتروشیمی

آب جزء اصلی ترین مواد کلیه واحدهای صنعتی است از این رو تأمین آب مورد نیاز واحدهای صنعتی و تصفیة آنها به منظور در اختیار قرار دادن به واحدها بسیار با اهمیت است در زیر به شرح مختصری در مورد واحد تصفیه آب پتروشیمی اصفهان می پردازیم .
هدف اصلی از احداث تصفیة آب خام جهت تصفیه آب واحد 7500 مجتمع پتروشیمی اصفهان و نیز تهیه آب بدون یون مصرفی در بویلرهای واحد نیروگاه می باشد ، این واحد همچنین مشتمل بر بخشهای تولید آب آشامیدنی وآب سرویس و آب سیستم آتش نشانی است.

تئوری فرآیند :
ناخالصیهای موجود در آب به گروههای زیر تقسیم می شوند ، مواد معلق مثل باکتریها ، گل و لای کلوئیدی ، میکرو ارگانیزم ها و همچنین روغن ها و جلبکها و املاح که به دو گروه کاتیونی و آنیونی تقسیم می شوند . کاتیونی مثل کلسیم ، منیزیم ، آهن ، منگنز و پتاسیم و آنیونی مثل بی کربنات هیدروکسید سولفات ، کلراید فسفات و نیترات گازهای محلول مثل اکسیژن ، دی اکسید کربن ، سولفید هیدروژن ، نیتروژن و آمونیاک و مواد آلی .
انتخاب روش مناسب برای جداسازی ناخالصیهای موجود در آب به نوع و میزان ناخالصیها و کیفیت آب مطلوب دارد.

روش جداسازی جامدات :
ته نشینی ، زلال سازی و فیلترآسیون سه روش موجود هستند که بستگی به طبیعت و غلظت جامدات معلق و میزان موردنیاز جداسازی دارد.
ته نشینی : هنگامی بکار می رود که آب مورد نیاز از رودخانه تأمین شود آب خروجی از این مرحله دارای ذرات بسیار ریزی است. در مرحله زلال سازی مواد شیمیایی مختلفی مثل سولفات آلومینیوم و نمکهای آهن برای انعقاد ذرات معلق موجود در آب بکار می روند که در نهایت بوسیله ته نشینی از آب جدا می شوند.
مواد منعقد کننده نمکهای محلولی هستند که پس از حل شدن یونهای مثبت و منفی ایجاد کرده و در اثر نیروهای جاذبه و دافعه الکترواستاتیکی باعث پیوستن ذرات معلق به یکدیگر می شوند این مواد با قلیائیت آب ترکیب شده و رسوب چسبناکی به نام FLOC تولید می کنند که می توانند ذرات ریز را در خود حبس کرده و به صورت رسوب از محیط خارج کنند.

فیلتراسیون :
دو گروه فیلتر شنی و کربن فعال در این قسمت بکار می روند.

فیلتر شنی :
آب با گذشتن از بستر این فیلترها ذرات جامد خود را از دست می دهد ، انتخاب ترکیب بستر و ارتفاع آن بستگی به نوع ذرات معلق موجود در آب و کیفیت آب موردنیاز دربستر فیلتر در اثر نیروی وزن gravity و یا فشار سیستم از بالا به پائین جریان دارد در زمانهایی نیز باید شستشوی معکوس به منظور تمیز کردن بستر صورت گیرد. ( back washing )
در زمان شستشوی بستر از جریان هوا برای بهتر تمیز کردن استفاده می شود ، زمان شستشوی فیلتر از سه طریق مشخص می شود.
1ـ افت فشار را زیاد کرده و میزان جریان آب را کاهش می دهیم .
2ـ پائین بودن آب فیلتر شده.
3ـ حداکثر میزان آب دهی یک ستون در یک دوره سرویس دهی .

فیلترهای کربن فعال :(زغال فعال)
هدف از استفاده از این فیلترها جذب مواد آلی احتمالی در آب و جلوگیری از ورود این مواد به واحد تولید آب بدون یون می باشد ، زیرا این مواد بر روی رزین های تبادل یونی تجمع پیدا کرده و باعث تماس آب با سطح رزین شده و عمل تبادل یونی را مختل می سازد.
تفاوت این روش با روش فیلترآسیون شنی پسیو جذب سطحی adsorption است.
در این حالت مواد آلی از آب استخراج شده روی سطوح کربن فعال تجمع می نماید. قابلیت جذب کربن بسیار بالاست که بخاطر ساختمان متخلخل این ماده می باشد.
در این روش افت فشار در دو بستر افزایش یافته و ذرات بر روی سطح آن جمع می شوند در این صورت با شستشوی معکوس توسط آب فیلتر شده سطح بستر تمیز می شوند.

نرم کردن آب :
سختی آب ناشی از وجود یونهای کلسیم و منیـزیم است بر دو قسمت موقت و دائم تقسیم می شوند. سختی موقت ناشی از بی کربنات سدیم است که در اثر حرارت دادن از حالت محلول به صورت غیرمحلول در می آیند ، سختی دائم ناشی از وجود سولفات ، کلراید و نیترات است که در اثر حرارت دادن رسوب نمی کنند.

فرآیند تبادل یونی :
کشف رزینهای تبادل یونی گامی در تصفیه آب است که بر حسب اینکه یون متحرک این رزینها سدیم باشد یا هیدروژن تبادل کننده های کاتیونی سذیمی و یا هیدروژنی خواهیم داشت.
عامل فعال کننده این تبادل کننده یک اسید قوی است. ( HSO3 )
کاتیونهای محلول در آب جذب رزین شده و یون هیدروژن آزاد می شود ، در زمان شستشوی این رزینها نیز از اسیدهای قوی مانند HCL و H2SO4 استفاده می شود شستشو با اسید را احیاکردن رزین می گویند که فقط با اسید قوی این کار را می کنند.

رزینهای آنیونی قوی :
دو نوع اسن نوع Ι که عامل فعال کننده آنها آمونیوم چهار ظرفیتی است و نوع Π که عامل فعال کننده آنها نیز آمونیم چهارظرفیتی است با این تفاوت که یکی از گروههای متیل جای خود را به اتانل داده است ، تفاوت اصلی تبادل کننده های نوع Ιو Π در تمایل به جذب آنها برای آنیون کلراید و هیدروکسید و نیز پایداری شیمیایی آنهاست.
این نوع رزینها را فقط با بازهای قوی می توان احیا کرد.

رزینهای آنیونی ضعیف :
عامل فعال این رزینها آمینهای نوع اول NH2 – نوع دوم RNH و نوع سوم NR2 می باشند که بخاطر عامل ضعیف این مواد بنیان اسیدهای خیلی قوی چون اسید کلریدریک و یا اسید سولفوریک را جذب کنند و قادر به جذب بنیان اسیدهای ضعیف چون H2CO4 یا اسید سیلیسیک نیستند.
برای احیا آنها از سود و سود احیا آمونیاک استفاده می شود، برای حذف سیلیس ترجیحاً ابتدا از محلول سود استفاده می شود.

دستگاههای تبادل یونی :
بدنه دستگاههای تبادل یونی مورد مصرف در تصفیه آب شبیه فیلترهای فشار است که در داخل آن ذرات رزین قرار می گیرند برای نگهداری و جلوگیری از خروجی رزینها در قسمت پائین دستگاه و در زیر رزینها چند لایه شن های درشت و یا آنتراسیت قرار می دهند ، در این دستگاه ها بخاطر پائین بودن PH خطر آزاد شدن سیلیس وجود ندارد ، تنها مشکل این لایه شستشوی معکوس آنهاست که به همین خاطر استفاده از صفحات مشبک متداولتر است ، وجود رزینهای ضعیف در کنار قوی موجب افزایش تبادل یونی در این دستگاهها شده اند ، در اثر اختلاط ذرات رزینهای کاتیونی و آنیونی در کنار هم قرار گرفته و تشکیل یک سری سیستم تبادل یونی می دهند ، آب خروجی از دستگاه کاملاً بدون یون خواهد بود.

عمل احیای رزینهای تبادل یونی بطور همزمان و در مراحل زیر اجرا می شود:

1- bed lift 2- preinjection

3- injenection 4- isplacement 5- settle

احیای ستونهای تبادل یونی مختلط دارای 11 مرحله است :

1-drain Ι     2-seperation     3- settle     4-drain Π     5-preinjection
6-hcl / vaoh injection     7 -displaocment
8-drain Ш     9- air / mix     10- forrced settle     11- re fill

گاز زدایی :
هدف از گاز زدایی آب بویلرها حذف اکسیژن و دی اکسید کربن است چون به شدت خورنده هستند و همچنین می توانند موجب کاهش سطح انتقال حرارت بویلر شوند ، گازهای محلول به روش عریان سازی با هوا ( برای حذف H2S ) و یا متان ( برای حذف اکسیژن ) یا اعمال خلاء قابل جداسازی هستند ، هوازدایی در فشار 12 الی 5 psi g دی اکسید کربن را نیز بطور کامل حذف می کنند.

اساس طراحی :
مشخصات خوراک ، آب خام ورودی به واحد از شاهین شهر گرفته می شود که PH آن بین 6.5 تا 8.5 است ، میزان هدایت الکتریکی آن حداکثر 800 μs/cm و حداکثر 3.5 ntu و سختی کل حداکثر 350ppm و سختی کلسیم حداکثر 250 pmm است ، قلیائیت ناچیز قلیائیت کل –190 ppm اسیدیته ندارد . یون کلر 120 ppm و گاز کلر محلول 0.3 pmm و سیلیس حداکثر 8 ppm است.

ستون تبادل یونی مختلط :
این ستون ها شامل هر دو نوع رزینهای کاتیونی و آنیونی قوی می باشند که توسط هوای فشرده با یکدیگر کاملاً مخلوط شده اند.

مشخصات یک ستون تبادل یونی مختلط :
قطر خارجی 1600 mm
ارتفاع بخش استوانه ای شکل 3200 mm
ضخامت جداره بخشهای فوقانی و تحتانی ( mm ) 8 فوقانی و 10 تحتانی
ضخامت بخش استوانه ای شکل 8
حداکثر میزان جریان سرویس دهی ( m3/hr ) 200
مساحت ستون ( m3 ) 1.95
زمان دوره سرویس دهی ( هفته ) 5
اجزاء تشکیل دهنده بستر ( از بالا به پائین )

مخزن نگهداری هوا :

این مخزن هوای لازم برای مرحله اختلاط از مراحل احیای ستونهای رزین مختلط را فراهم می سازد.

مجموعه آب و آشامیدنی :
این مجموعه به منظور تهیه آب آشامیدنی مستقیماً از آب خام ورودی به کمک مواد شیمیایی کلرورفریک و گاز کلر طراحی شده است و شامل قسمتهای زیر می باشد:
1ـ فیلتر شنی FT - 7501
2ـ مخزن ذخیره هوا D – 7401
3ـ فیلتر کربن فعال FT – 7505
4ـ لوله ها و شیرهای موردنیاز

فیلتر شنی ( FT – 7501 )
آب خام ورودی به این مجموعه بعد از تزریق کلروفریک جهت انعقاد و لخته سازی به این فیلتر وارد شده و ذرات معلق و لخته های رشد کرده از آن گرفته می شود ساختار این فیلترها مثل فیلترهای شنی است.
فیلتر کربن فعال ( FT – 7505 )
این فیلترها به منظور حذف مواد آلی احتمالی در آب و همچنین بو و مزه آن طراحی شده است و مشخصات آن مشابه فیلترهای کربنی مجموعه فیلترآسیون کربنی است ، آب خروجی از این فیلتر کربنی بعد از تزریق کلر جهت ضدعفونی به مدارآب آشامیدنی ارسال می شود.

مواد شیمیایی :
شامل دو دسته هستند ، مواد تزریق شده به دستگاهها و مواد بکار رفته در دستگاهها است ، مواد بکار رفته دردستگاهها شامل : شن دانه بندی شده کربن فعال ، آلتراسیت ، رزین های تبادلی یونی و دانه های پلاستیکی خنثی می باشند ، که در این واحد بکار رفته است. از مجموعه های فوق در حال حاضر بخش تزریق اسید و سود جهت احیای رزین های فعال می باشد.

سرویس های جانبی :
هوای فرآیند ، هوای ابزار دقیق
آب سرویس :
آب سرویس ، آب بدون یون ، آب آشامیدنی
انرژی الکتریکی :
الف ) در شرایط عادی که کلیه دستگاهها در سرویس باشند 280kw
ب ) حداکثر توان مصرفی 550 kw

بخار با فشار پائین ( LPS ) :
کندانسه :
پساب و ضایعات فرآیندی حاوی مقادیر زیادی ذرات مطلق و احتمالاً مواد آلی است.
پساب حاصل از احیای رزین های :
حاوی مقادیر زیادی املاح و سود و اسید بوده و در رده های ضایعات غیرقابل بازیابی می باشد.
ستونهای تبادل یونی کاتیونی :
این ستونها با هر نوع رزین کاتیونی ضعیف و کاتیوئنی قوی که روی لایه ای از آنتراسیت قرار دارند پر شده اند.
در بخش فوقانی ستون ها لایه ای از دانه های پلاستیکی بی اثر بصورت شناور قرار دارد.
ستون گاز زدا :
آب خروجی از این ستون توسط پمپ به طرف ستونهای تبادل یونی انیونی ارسال می شود.
ستونهای تبادل یونی انیونی :
این ستونها نیز از دولایه رزین قوی و ضعیف انیونی تشکیل شده است که بر روی بستری چند لایه از دانه های آنتراسیت قرار دارد ، در بخش فوقانی آن لایه هایی از دانه های پلاستیکی قرار دارد.

واحد بازیافت (واحد 8400)

مقدمه :
واحد بازیافت وظیفه جمع آوری و تصفیه پساب های بهداشتی و فرآیندی ، مواد هیدروکربنی و آروماتیکی مایع و آبهای سطحی مثل آب باران را بر عهده دارد ، این سیستم مشتمل بر تأسیسات عمومی و واحدهای package می باشد ، واحدهای pachage شامل تأسیسات جداسازی آب و مواد روغنی ، تصفیه بیولوژی تأسیسات متعلق به جمع آوری و تخلیه لجن ، کوره و تأسیسات مربوط به تهیه مواد شیمیایی می شود.
آبهای آلوده به مواد روغنی پس از جمع اوری در سیستم جداسازی آب و روغن که مجهز به مخزن هوادهی است تصفیه می شوند. آب بازیابی شده به واحد تصفیه آب 7500 یا فضای سبز ارسال می شود ، روغن جدا شده از این پساب پس از جمع آوری در تانک slop روغن در کوره سوزانده می شود و فاضلاب بهداشتی نیز پس از جمع آوری در مخزن یکنواختی مورد تصفیه بیولوژی قرار می گیرد و لجن حامل تارسین به غلظت 40 درصد تغلیظ به مصارف کشاورزی می رسد.

مایعات آبی آلوده به مواد آروماتیک در یک سیستم تخلیه بسته جمع آوری می گردند و پس از ذخیره در مخزن مربوطه ( aqueous effluent tank ) در کوره سوزانده می شوند.
جریانهای مایع اشباع با بنزن نیز در یک سیستم تخلیه بسته جمع آوری و به تانک slop oil یا مخزن ذخیره رافینیت و آروماتیک های c9 ارسال می گردند ، بخارات بنزن حاصل از بارگیری تانکها همچنین در کوره سوزانده می شوند.

تئوری فرآیند :
هدف از تصفیه فاضلاب های بهداشتی و صنعتی تأمین شرایط بهداشتی ، پاک نگهداشتن محیط زیست و بازیابی آب می باشد. پالایش یا تصفیه فاضلابهای بهداشتی معمولاً در سـه مرحله انجام می شود

الف ـ مرحله مقدماتی تصفیه فاضلاب شامل تصفیه فیزیکی از قبیل آشغالگیری و ته نشینی مواد معلق در آن.
ب ـ مرحله دوم تصفیه فاضلاب و یا تصفیه ثانوی شامل تصفیه بیولوژی از قبیل هوادهی و استفاده از باکتریهای گوناگون موجود در فاضلاب برای تصفیه آن می باشد . راهبری تأسیسات تا تصفیه ثانوی نسبت به مرحله مقدماتی نیاز به صرف انرژی و هزینه بیشتری دارد.
ج ـ مرحله سوم تصفیه فاضلاب و یا تصفیه نهایی شامل زلال سازی و تصفیه های تکمیلی از قبیل عمل نیترات زدایی ، گذراندن فاضلاب از فیلترهای ماسه ای ، استفاده از کربن فعال ، نمک زدایی به روش تعویض یونی و غیره می باشد.

معمولاً ایجاد و راهبری تأسیسات تصفیه تکمیلی فاضلاب بسیار پر هزینه است . در تصفیه خانه های فاضلاب شهری به ندرت از سومین مرحله تصفیه فاضلاب استفاده می شود در صورتی که تمام تأسیسات تصفیه خانه به درستی کار کند می توان آلودگی فاضلاب را 90 تا 96 درصد کاهش داد و این کاهش آلودگی برای برقراری ضوابط لازم جهت رفع فاضلاب به منابع طبیعی آب و حفظ بهداشت و پاک نگهداشتن محیط زیست کافی است.

فاضلاب بهداشتی تازه دارای رنگ خاکستری می باشدکه پس از مدتی رنگ آن تیره و سیاه می گردد ، بوی فاضلاب کهنه بیشتر ناشی از گاز هیدروژنی سولفوره می باشد که در اثر فعالیت باکتریهایی بی هوازی و در نتیجه احیای سولفاتها به سولفیت ها تولید می گردد. درصورتی که به فاضلاب هوا و اکسیژن کافی برسد باکتریهای بی هوازی از فعالیت باز ایستاده و به جای آن باکتریهای هوازی مواد آلی فاضلاب را تجزیه می کنند. CO2 مهمترین گازی است که از کار این باکتریها تولیـد می شود . بنابراین می توان گفت با دمیـدن اکسیژن به فاضلابها آنها را بی بو می کنند.

در فاضلاب همیشه مقداری مواد خارجی به صورت محلول وجود دارد ، مقدار مواد خارجی فاضلاب در حدود0 1 درصد و بقیه آن را آب تشکیل می دهد . نیمی از موادخارجی موجود در فاضلاب مواد آلی و بقیه مواد معدنی می باشند.
علاوه بر مواد خارجی همیشه فاضلاب مقدار زیادی موجودات زنده ذره بینی مانند ویروس ها و میکروبها ( باکتریها ) به همراه دارد. دو گروه دیگر از موجودات زنده موجود در فاضلاب باکتریهای هوازی و بی هوازی هستند که در تصفیه فاضلاب نقش بسیار موثری ایفا می کنند.

درجه آلودگی فاضلابهای صنعتی می تواند دهها برابر آلودگی فاضلابهای شهری باشد ، لذا هدف از تصفیه فاضلاب عبارت است از :
الف ـ گرفتن مواد معلق و شناور از آب
ب ـ اکسیدآسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آنها به موادی ناپایدار مانند نیتراتها ، سولفاتها و فسفاتها و سپس ته نشین ساختن و جداسازی آن مواد .
ج ـ جداسازی مواد سمی محلول و نامحلول از فاضلاب نظیر ترکیابت فلزات سنگین
د ـ گند زدایی و کشتن میکروبها در فاضلاب

تصفیه فاضلاب به سه روش ممکن است انجام شود :
- تصفیف مکانیکی یا تصفیه فیزیکی
- تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژی
- تصفیه شیمیایی

تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی :
تصفیه مکانیکی از یک رشته فرایندهایی تشکیل شده است که در آنها تنها از خواص مکانیکی و فیزیکی متداول برای جداسازی مواد خارجی معلق در فاضلاب استفاده می شود ، مهمترین روشهای مکانیکی متداول در تصفیه خانه های فاضلاب عبارتند از :
الف ـ گذرانیدن فاضلاب از صافی ها و گرفتن مواد معلق موجود در آن
ب ـ ته نشین کردن مواد معلق در فاضلاب و جداسازی آنها
ج ـ شناور نمودن مواد معلق و گرفتن آنها از سطح فاضلاب

تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژی :
در یک تصفیه خانه فاضلاب هرگاه تصفیه مکانیکی برای کاهش آلودگی فاضلاب کافی نباشد از کار موجودات زنده ای بنام باکتریهای هوازی و یا بی هوازی برای ادامه تصفیه فاضلاب یاری می گیرند . کار یگانهای تصفیه زیستی در تصفیه خانه ها تشدید عملی است که به طور خودبخود در طبیعت انجام می گیرد.

تصفیه شیمیایی :
اساس کار در تصفیه شیمیایی در کاربرد مواد شمیایی در تصفیه فاضلاب بنا شده است ، در تصفیه خانه های فاضلاب مواد شیمیایی را می توان برای تأثیر گذاردن روی مواد خارجی نامحلول و کلوئیدی و یا محلول در فاضلاب به کار برد . علاوه بر این می توان از مواد شیمیایی برای گند زدایی و کشتن میکروبهای موجود در فاضلاب استفاده نمود.

مهمترین روشهای شیمیایی مورد استفاده در تصفیه پساب ها عبارتند از :

1ـ انعقاد یا لخته سازی :
هدف از انعقاد یا لخته سازی عبارت است از اینکه با کمک مواد شیمیایی ، مواد معلق سبک و بویژه مواد نیمه محلول و کلوئیدی شکل را بصورت لخته ها و قطعات بزرگی درآورده تا در اثر وزن خود ته نشین شوند.
به عبارت دیگر انعقاد تشدید کننده عمل ته نشینی در تصفیه مکانیکی است ، مهمترین مواد منعقد کننده در فاضلاب عبارتند از : پلی الکترولیتها ، سولفات و هیدرات آلومینیوم ، سولفات ، کلرور و هیدرات آهن ، خاک رس و آب آهک . افزودن مواد منعقد کننده به فاضلاب مقدار لجن بدست آمده را دو تا سه برابر افزایش می دهد و در نتیجه حجم مخازن هضم لجن را افزایش می دهد.
در دستگاههای اضافه کننده مواد شیمیایی و فاضلاب ، ابتدا محلول رقیق شده از مواد موردنظر را با آب تهیه کرده و سپس آنرا طبق نتایج آزمایشگاهی با نسبت از پیش تعیین شده بر فاضلاب می افزایند.

2 ـ شناورسازی flaotion :
عمل لخته سازی را می توان برای تشدید عمل جداسازی مواد سبک در فاضلاب از مواد شیمیایی استفاده نمود ، این مواد شیمیایی موجب چسبیدن ذرات هوا به مواد معلق و در نتیجه کاهش وزن مخصوص آنها می شوند که حاصل این عمل افزایش سرعت بالاروندگی مواد معلق می باشد در این روش معمولاً مواد معلق در فاضلاب به صورت کف در سطح استخر نمودار می گردند.

3 ـ جذب سطحی Adsorption :
برخی از مواد شیمیایی مانند کربن فعال بعلت دارا بودن خاصیت جذب سطحی زیاد می توانند ذرات معلق و کلوئیدی موجود در فاضلاب را جذب کنند استفاده از این گونه مواد در صافی های ماسه ای به ویژه برای رنگ زدایی پسآب برخی از کارخانه ها مفید می باشند.

4ـ برای ضدعفونی کردن فاضلاب :
تنها روش اقتصادی استفاده از کلر بلافاصله پس از ورود به آب تجزیه شده و اسید هیپوکلریک و یون اکسید کلر تولید می نماید.
خاصیت گندزدایی اسید هیپوکلروس بیشتر از یون اکسید کلر می باشد. نسبت تبدیل کلر به اسید هیپوکلروس و اکسید تابعی از درجه اسیدی و درجه حرارت است . پس از تجزیه مذکور و به علت وجود مواد قابل اکسید مانند آهن ، H2S و … . قسمتی از کلر صرف اکسیداسیون این مواد می شود.
کلرورهای تشکیل شده از اکسیداسیون این مواد اثر کشنده ای بر باکتریها نداشته و کلر آنها آزاد نمی باشد.