بررسی تصفیه آب همراه نفت با استفاده از روش تلفیقی الکتروفنتون- بیوراکتور هوازی گرانولی

آب همراه، بزرگترین جریان زائد و آلوده تولیدی در صنایع نفت و گاز متشکل از آلاینده های آلی و غیرآلی بوده و اثرات مخرب تخلیه آب تولیدی تصفیه نشده، بر محیط زیست و بهداشت جامعه یکی از اساسی ترین دغدغه های محیط زیستی است. امروزه تلفیق فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته و تصفیه بیولوژیکی، مورد توجه پژوهشگران است. بررسی رابطه پساب خروجی مرحله پیش تصفیه اکسیداسیون پیشرفته و عملکرد بیوراکتور پایین دستی به عنوان مرحله نهایی تصفیه می تواند به بهینه سازی این فرایندها کمک کند. در این پژوهش، در ابتدا تصفیه بیولوژیکی بدون انجام پیش تصفیه مورد آزمون قرار گرفت و مشخص شد تخریب زیستی به تنهایی برای تصفیه نمونه کفایت نمی کند، بنابراین روش ترکیبی الکتروفنتون - تصفیه بیولوژیکی بررسی شد. عمل پیش تصفیه توسط الکتروفنتون و تصفیه نهایی در بیوراکتور انجام شد. در راکتور الکتروفنتون از کاتد سنتز شده MCNT-Ce/WO۳/GF و کاتالیست هتروژن MWCNT/GO/Fe۳O۴ استفاده شد. آزمایش حذف BTEX به عنوان شبیه ساز آب همراه نفت به ترتیب با استفاده از بیوراکتور گرانول هوازی، الکتروفنتون و ترکیب آنها انجام شد. پس از بهینه سازی متغیرهای pH و زمان، به منظور بررسی اثرات متقابل دما، میزان کاتالیزور، جریان اعمالی و فاصله الکترودها، از طرح آزمایشی باکس بنکن و روش سطح پاسخ برای بهینه سازی عملکرد سیستم پیشنهادی استفاده شد. آزمایش در شرایط بهینه محاسبه شده برای فرایند تخریب الکتروفنتون انجام شد (دما برابر ۳۰ درجه سلسیوس، میزان کاتالیست mg/L ۲۵۰، چگالی جریانmA/m۲  ۱۷۰ و فاصله الکترود cm۱/۵). نسبت BOD/COD در این شرایط ۴۱/۰ و میزان حذف COD برابر با ۵/۵۶ درصد به دست آمد. در این شرایط پساب شبیه سازی شده وارد بیوراکتور گرانولی شد و تصفیه نهایی نمونه تا ۹۴ درصد انجام شد. آب همراه واقعی به راکتور الکتروفنتون وارد شد و پساب آن به بیوراکتور گرانول هوازی هدایت شد. نتایج نشان داد که الکتروفنتون- بیوراکتور یکپارچه، آلاینده های آلی را تا ۲/۰± ۷/۹۲ درصد حذف می کند و ویژگی های آب همراه تصفیه شده را در محدوده استاندارد محیط زیستی نگه می دارد.

کلیدواژه ها:

آب همراه ، الکتروفنتون ، بیوراکتور ، سطح پاسخ ، گرانول هوازی