التخلص من النفايات النفطية: طرق فعالة

ما الوضع الحالي لنفايات النفط في روسيا؟

في الوقت الراهن، ومع الزيادة السنوية في أحجام تولد نفايات النفط في روسيا، لا يوجد نهج متكامل لتشكيل قطاع صناعي لمعالجة النفايات الصناعية وتدويرها وتحويلها إلى غير خطرة. تتشكل نزعة لتطور الأعمال الصغيرة والمتوسطة حصراً في مجال جمع وتدوير أنواع المواد الثانوية الأكثر طلباً، وكذلك في مجال وضع النفايات في مواقع غير مرخصة. هذا النهج يتيح تحقيق أرباح فائقة بأدنى إنفاق على حماية البيئة والسلامة الصناعية، من دون النظر على المدى البعيد إلى تطوير الأنشطة الاقتصادية عبر إدخال أفضل التقنيات المتاحة في مجال تحويل النفايات إلى غير خطرة وتدويرها.

في معظم المنشآت تُستخدم مخططات قديمة لمعالجة حمأة النفط. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد هذا القطاع بشكل كبير على المعدات المستوردة: إذ يأتي 80–90% من التجهيزات المستخدمة من الخارج. وهذا أحد الأسباب التي تجعل نسبة النفايات المعالجة لا تزال منخفضة، حيث تُرسل غالبية حمأة النفط للتخزين طويل الأمد في مطامر، ما يؤدي إلى تلوث مساحات واسعة بالنفايات.

ومع ذلك، فإن شركة ECO-Spectrum في الوقت الحالي تعدُ مشاركاً نشطاً في برنامج الإحلال محل الواردات، وتعمل بشكل متسارع في السوق المحلية وتحقق نجاحات في الأسواق الخارجية، مقدّمةً استبدالاً للسلع ذات المنشأ الأجنبي ببدائل مماثلة من إنتاجها الخاص.

أي تقنية لاختيارها لتدوير حمأة النفط؟

فيما يتعلق بطريقة: «المعالجة بدرجات حرارة عالية عبر الحرق»، تفنّد ECO-Spectrum رأي معارضي الحرق، إذ تعتبره قوالب نمطية قديمة وادعاءات غير مبررة، وتثبت العكس مرة بعد مرة. لقد أثبتنا بيئية طريقة التحويل إلى غير خطرة بالأسلوب الحراري عبر تجارب ودراسات واختبارات وقياسات أجريت بمشاركة مختبر مستقل معتمد. طريقة التحويل إلى غير خطرة متاحة وهي الأكثر انتشاراً، وهي مجدية بيئياً واقتصادياً.

أي أن وضع نفايات المنتجات النفطية (حمأة النفط) للتخزين طويل الأمد أو تركها لترسيبها في برك خاصة، إلخ، ليس أسلوباً بيئياً مقارنة بالتحويل إلى غير خطرة في أفران خاصة مزودة بنظام لتنقية الغازات لخفض التراكيز إلى الحدود المعيارية، على خلاف التخزين حيث تلوث الانبعاثات التربة والمياه والهواء.

وعند مقارنة طريقة التحويل إلى غير خطرة بالانحلال الحراري (البيروليز)، يجب أن نفهم أن مسار البيروليز للحصول على غاز بيروليز لا يزال في طور التطور، وهو مسار معقد إلى حد كبير. وقد وصفنا مقارنة التقنيات بمزيد من التفصيل في المقال «تحليل مقارن لتقنيات البيروليز والحرق عالي الحرارة». ومن الخطأ أيضاً الاعتقاد بأن البيروليز يتيح الحصول على كمية كبيرة من الطاقة المفيدة، إذ يُغفل كم يلزم إنفاقه منها. البيروليز طريقة كثيفة الاستهلاك للطاقة، كما أن بقايا البيروليز الكبيرة الحجم أيضاً تتطلب معالجة وتدويراً وتحويلاً إلى غير خطرة.

لذلك، عند اختيار التقنية ينبغي أولاً الاسترشاد بالجدوى الاقتصادية للطريقة.

هل يعد حرق نفايات النفط مجدياً اقتصادياً؟

من بين النفايات المحتوية على النفط، تمثل النفايات النفطية السائلة — المستحلبات المائية النفطية ذات محتوى نفطي يصل إلى 90% وزناً — أكبر اهتمام تجاري. ومع ذلك، هناك نفايات أخرى في قطاع استخراج النفط تعقّد عملية معالجتها خصائص التركيب المكوّناتي والخواص الفيزيائية والكيميائية: ترسبات الأسفلت والراتنجات والبارافين، سوائل الحفر ومياه الحفر العادمة، العبوات والتربة الملوثة بالمنتجات النفطية وغيرها.

على سبيل المثال، التركيب المكوّناتي للنفايات المحتوية على النفط والمشتقات النفطية
حمأة النفط والمشتقات النفطية فئة الخطورة 3 النفط، % 98,68، شوائب ميكانيكية ومعدنية 0,8، الماء والمحاليل المائية، %0,5، حمأة نفطية من غسل القطع فئة الخطورة 3 المعادن، % 20 الشوائب الميكانيكية والمعدنية 9,3 الماء والمحاليل المائية، % 12,0، حمأة تنظيف الأنابيب والخزانات من النفط والمشتقات النفطية فئة الخطورة 3 النفط، % 40,5 الشوائب الميكانيكية والمعدنية 8,7 الماء والمحاليل المائية، % 50,8 وهكذا.

أي أننا نرى من خلال هذه الأمثلة أن النفايات المختلفة لها تراكيب مكوّنات مختلفة.

الجدول رقم 1 - التركيب المكوّناتي للنفايات المحتوية على النفط والمشتقات النفطية

اختلاف الحالة الفيزيائية للنفايات يتطلب أساليب مختلفة للتحضير والتغذية إلى المحرقة. ولأجل ذلك نطوّر حلولاً فردية ونصمم تراكيب بنيوية متنوعة للمعدات لرفع كفاءتها على نوع النفايات المحدد.

تتمثل مهمتنا في تصميم وإنتاج معدات لخفض فئة الخطورة وتقليل الحجم إلى 3- 5 % من الكتلة الإجمالية. وفي الوقت نفسه نجري العديد من الاختبارات والدراسات للتحقق من مطابقة الحدود القصوى المسموح بها للتركيزات/الانبعاثات (ПДК/ПДВ) أثناء الحرق، كما نجمع بيانات عن التكلفة الذاتية لنفقات تدوير النفايات. فعلى سبيل المثال، قد تبلغ تكلفة تدوير طن واحد من التربة الملوثة بالمنتجات النفطية (15-30 %) من 300 إلى 1300 روبل، أي في حدود من 3 إلى 13 كوبيك لكل كيلوغرام. هذه الكلفة المنخفضة للتدوير ممكنة فقط على معدات من إنتاج ECO-Spectrum بفضل تقنية التبطين الفريدة لدينا (تطوير خاص، والتقنية محمية ببراءة)، إذ يقترب استهلاك الوقود من الصفر عملياً.

ما الأبحاث التي أجرتها شركة ECO-Spectrum؟

إن تولد كميات كبيرة من النفايات المحتوية على النفط يخفض الكفاءة الاقتصادية لمنشآت قطاع النفط والغاز بسبب الحاجة إلى اقتطاع مساحات من أراضي المنشآت كمستودعات لها، وزيادة المدفوعات البيئية لقاء التخزين والانبعاثات الملوثة.

أكبر مشكلة في مسألة معالجة مجموعات نفايات النفط المذكورة هي الجانب التقني-التكنولوجي.

ورغم كثرة المنشورات حول موضوع التعامل مع نفايات النفط، لا تزال العديد من المسائل تتطلب أبحاثاً إضافية وتطبيقاً عملياً، لذا تبقى الإشكالية المطروحة راهنة.

أجرت شركة «ECO-Spectrum» عدة أبحاث على أساس اختبارات صناعية وتجريبية لأكثر النفايات «إشكالية» في قطاع تكرير النفط والغاز.

كان موضوع الدراسة هو التربة الملوثة بالنفط من فئة الخطورة الثالثة.

وفق نتائج الاختبارات، تم تحديد معايير ذات أهمية جوهرية لتبرير فعالية الطريقة الحرارية للتدوير، مثل إنتاجية المعدات، ومحتوى الرماد في المتبقي المعدني وفئة خطورته، وكفاءة نظام تنقية الغازات (ГОУ).

بعد قياس قيمة الأس الهيدروجيني قبل وبعد الرش في نظام تنقية الغازات، تبيّن أن قيمة pH للمياه الأولية 6,85، وبعد رش غازات المداخن بالماء في نظام تنقية رطب بلغ pH مقدار 3,04، ومن ذلك خلصنا إلى ضرورة استخدام كاشف قلوي في نظام معالجة المياه للوصول إلى مستوى pH المطلوب.

وضع خبراء الشركة توصيات لاختيار الكواشف لنظام معالجة المياه:

أُجريت إضافياً دراسات عن الجدوى البيئية-الاقتصادية للتحويل الحراري إلى غير خطرة لنفايات مثل:

1. نفايات تحضير المياه ومعالجة مياه الصرف — تتميز بانخفاض محتوى المنتجات النفطية مع ارتفاع محتوى الماء ووجود شوائب ميكانيكية.
2. مياه الحفر العادمة (БСВ) وسوائل الحفر المستعملة (ОБР). ومن خصائص БСВ وОБР الارتفاع الكبير في نسبة الجزء المائي 60-90%، الذي يُستحسن فصله في أماكن تولد النفايات، ويمكن مزج الشوائب الميكانيكية على شكل تربة وردميات وطين ورمل مع التربة الملوثة بالنفط بعد الرقابة المخبرية لعدم وجود معادن ثقيلة.
3. نفايات تحضير المياه ومعالجة مياه الصرف أثناء المعالجة الميكانيكية والبيولوجية لمياه المكامن العادمة. ومع أن محتوى المنتجات النفطية ليس مرتفعاً نسبياً، إلا أن الكتلة الأساسية فيها تتألف من شوائب ميكانيكية على شكل رواسب وتربة وطين وما إلى ذلك، لذا واستناداً إلى التحليل المخبري للمكوّنات السامة بيئياً (وربما التحليل الميكروبيولوجي إذا كانت النفايات رواسب مجارير مدنية).

الاستنتاجات

تم التوصل إلى استنتاجات عملية حول فعالية الطريقة الحرارية للتدوير مع مؤشرات متحكَّم بها لجودة غازات المداخن الخارجة.

وبالنظر إلى الحالة الفيزيائية للنفايات، يُوصى بمنشآت تدوير حراري إعصارية من سلسلة HURIKAN C. ولأنواع معينة من النفايات يُوصى بمنشآت دوارة من سلسلة HURIKAN R.