تنظيف الزيوت باستخدام فقاعات الأوزون

تؤدي الكميات الصغيرة من الزيت إلى ظهور اللمعان اللامع على المياه الملوثة. ومن الصعب للغاية إزالة هذا الزيت، حتى عند معالجة الماء بفقاعات الأوزون أو ترشيحه عبر الرمال. الآن تم اكتشاف حل أكثر فعالية - الأوزون

تؤدي الكميات الصغيرة من الزيت إلى ظهور اللمعان اللامع على المياه الملوثة. ومن الصعب للغاية إزالة هذا الزيت، حتى عند معالجة الماء بفقاعات الأوزون أو ترشيحه عبر الرمال. والآن، قام أحد المهندسين في جامعة يوتا بتطوير طريقة جديدة وغير مكلفة لإزالة هذه الطبقة النفطية عن طريق زيادة وخفض ضغط غاز الأوزون بشكل متكرر، مما يؤدي إلى إنشاء فقاعات مجهرية تحبس النفط وتسهل إزالته لاحقًا من خلال الترشيح الرملي.

"لا نحاول معالجة كامل محتوى الزيت الهيدروكربوني الموجود في الماء - وتحويله إلى ثاني أكسيد الكربون وماء - ولكن تحويله إلى شكل يمكن معالجته بعد ذلك عن طريق الترشيح الرملي، وهو إجراء مقبول ومكلف". عملية فعالة"، يقول آندي هونغ، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية في جامعة يوتا.

בניסויי מעבדה, שדווח עליהם לאחרונה בכתב-העת המדעי Chemosphere, החוקר הדגים כי תהליך של “אוזונוליזה בעזרת לחץ וסינון” מרחיק ביעילות טיפות שמן המפוזרות במים, מחקר המצביע כי ניתן להשתמש בתהליך זה בכדי למנוע את הזיהום של מימי-החופים במעטה שמן שמקורו במי- نفاية.

ويدعي الباحث أن العملية المقترحة - والتي تم طلب براءة اختراع تجارية لها - يمكن استخدامها أيضًا لتنظيف مجموعة متنوعة من الشوائب في الماء وحتى في التربة، بما في ذلك:
1. الماء الذي يتم إنتاجه مع النفط والغاز أثناء الحفر في الأرض. غالبًا ما يتم تصريف هذه المياه الزيتية مرة أخرى إلى الحفر الأرضية. يوضح الباحث: "إذا كانت لدينا طريقة لتنظيف هذه المياه فيمكننا استخدامها مرة أخرى للري والغسيل، خاصة في المناطق القاحلة حيث كل كمية من المياه مهمة".
2. المياه الناتجة عن تعدين الرمال المالحة والصخر الزيتي (الحجر الصخري والأردواز).
3. المياه الجوفية ملوثة بمادة MTBE، وهي مادة مضافة للوقود تقلل من انبعاثات المركبات ولكنها تلوث المياه بسبب تسرب خزانات الوقود تحت الأرض.
4. "العدوى الظاهرة"، مثل مياه الصرف الصحي الملوثة بالأدوية أو منتجات النظافة الشخصية.
5. التربة الملوثة بمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs، المحولات الكهربائية) أو الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs، الناتجة عن حرق الوقود).
6. التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة.
7. المياه العادمة الناتجة عن المصافي وتسربات النفط في المصانع أو المجاري المائية.

ويشير الباحث إلى أن طريقته تجمع بين طريقتين موجودتين - فقاعات الأوزون والترشيح الرملي - وتعمل على تحسينهما، وخاصة الفقاعات. بدلاً من مجرد غلي الأوزون عبر المياه الملوثة، يستخدم الباحث دورات متكررة من فقاقيع الأوزون المضغوطة في المياه الملوثة حتى تتشبع ومن ثم تقليل الضغط بحيث يتوسع الأوزون إلى فقاعات صغيرة عديدة، على غرار طريقة سوائل المشروبات الغازية تدفق إذا تم فتح الحاوية بسرعة.

توفر الفقاعات الصغيرة مساحة سطحية أوسع بكثير - مقارنة بفقاعات الأوزون الأكبر حجمًا التي تم الحصول عليها في العملية السابقة - وتسمح بزيادة التفاعل الكيميائي بين ذرات الأكسجين الموجودة في الأوزون والزيت. ويوضح الباحث أن الملوثات تميل إلى التراكم على الفقاعات لأنها غير قابلة للذوبان في الماء. الأوزون الموجود في الفقاعات "يهاجم" بعض الملوثات لأنه مؤكسد قوي.

يؤدي التفاعل مع الأوزون إلى تحويل معظم قطرات الزيت المنتشرة في الماء أو في التربة إلى أحماض ومواد كيميائية تعرف باسم الألدهيدات والكيتونات. معظم هذه المواد بدورها تساعد قطرات الزيت المتبقية على التجمع معًا ومن ثم يمكن إزالتها بسهولة عن طريق الترشيح الرملي.
وفي بحثه، أظهر العالم أن طريقته الجديدة لا تزيل الطبقة الزيتية فحسب، بل تترك المياه المعالجة أيضًا بطريقة يمكن من خلالها تفريغ الأحماض والألدهيدات والكيتونات الموجودة فيها (المواد العضوية) بشكل أفضل عن طريق الكائنات الحية التي تتغذى عليها. هم.

ويدعي الباحث أن المياه تكون نظيفة بدرجة كافية بعد عملية الري، ولكن يمكن تطبيق طرق إضافية عليها تعمل أيضًا على تفتيت المواد العضوية الذائبة فيها.

وخلال تجاربه وجد الباحث أن الماء الزيتي يتم تنظيفه بالشكل الأمثل عن طريق استخدام جولات فقاعات الأوزون تحت الضغط وتخفيض هذا الضغط عشر مرات، ثم تصفيته عبر الرمل، ثم وضع هذا الماء خلال عشرين جولة أخرى من الضغط وتخفيضه، ثم تصفيته. مرة أخرى من خلال الرمال. قام الباحث بدراسة طبيعة عملية الفقاقيع من خلال قياس مؤشرات الأوكسجين الكيميائية والبيولوجية لعينات المياه. يقوم هذان المؤشران بفحص محتوى المواد العضوية في الماء بشكل غير مباشر. كما استخدم الباحث طريقة قياس الطيف الكتلي للتعرف على أنواع الشوائب المتبقية في المياه المعالجة.

ووجد أن إجراءاته الأكثر فعالية تنجح في إزالة حوالي تسعة وتسعين بالمائة من الشوائب (العكارة) في المياه الناتجة عن التنقيب عن النفط - مع الحصول على مياه صافية على مستوى مياه الشرب - وإزالة ثلاثة وثمانين بالمائة من الزيت.

وبعد نجاحه في المختبر، يخطط العالم الآن لإجراء اختبارات تجريبية على نطاق أوسع. ويشير الباحث إلى أن "العملية اقتصادية ويمكن تحويلها إلى صناعة صناعية".

ويذكر الباحث أنه تم بالفعل تطوير طرق أخرى في الماضي لمعالجة المياه الملوثة بالنفط وأن مستويات نجاحها متفاوتة. وهي تشمل: أجهزة الطرد المركزي، وأغشية الترشيح، وفقاعة الأوزون العادية، وفقاعة الهواء لإبعاد الملوثات. إلا أن جميع هذه الطرق لها عيوب، مثل عدم القدرة على معالجة الزيت المذاب أو التركيزات العالية منه.

ولم تتمكن أي من الطرق منفردة - مثل ترشيح الرمال وغليان الأوزون - من معالجة المياه الملوثة بالنفط بشكل فعال. ويوضح الباحث أن جزيئات النفط طويلة السلسلة لا تتفاعل بسهولة مع الأوزون دون ضغط إضافي وأن المرشحات الرملية وحدها غير قادرة على إزالة التلوث النفطي.

الأخبار من جامعة يوتا