تصفیه‌ پساب پالایشگاه نفت بندرعباس با نانوکاتالیت ایرانی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، پساب پالایشگاه‌های نفت به دلیل دارا بودن گستره‌ وسیعی از آلاینده‌ها با غلظت‌های متفاوت، یکی از منابع عمده‌ آلودگی محیط‌های آبی است.

با توجه به حضور مقادیر متفاوت از هیدروکربن‌های نفتی آروماتیک و آلیفاتیک در پساب پالایشگاه‌های نفت و این حقیقت که ترکیبات آروماتیک سمی هستند و با فرایند تصفیه‌ متداول به‌راحتی حذف نمی‌شوند، نیاز به استفاده از روش‌های پیشرفته به‌منظور حذف این آلاینده‌ها احساس می‌ شود. 

دکتر حبیب اله یونسی، یکی از مجریان این طرح فرایندهای تصفیه‌ زیستی را یک روش ناقص و زمان‌بر جهت تصفیه‌ پساب‌های پالایشگاهی خواند و افزود: ترکیبات آروماتیک موجود در پساب پالایشگاه‌های نفت به دلیل مقاومت زیستی‌شان، به‌وسیله‌ فرایندهای تصفیه‌ معمول در پالایشگاه‌ها مانند روش لجن فعال، شناورسازی به کمک هوای فشرده (DAF) و عملیات انعقاد و لخته سازی حذف نمی‌شوند.

وی افزود: یکی از روش‌های جذاب تصفیه‌ پساب، فرآیند اکسیداسیون پیشرفته است که به کمک تصفیه‌ فتوکاتالیستی انجام می‌شود و مکمل روش زیستی نیز محسوب می‌ شود.

وی ادامه داد: در این طرح یک نانوفتوکاتالیست کامپوزیتی جهت تصفیه‌ پساب پالایشگاه‌های نفت سنتز شده است و پارامترهای مؤثر بر کارایی آن مورد بررسی قرار گرفته است.

یونسی اظهار داشت: این نانوکامپوزیت علاوه بر اینکه از سرعت و بازدهی بالاتری نسبت به روش‌های مشابه تصفیه‌ پساب برخوردار است، مقاومت و پایداری خوبی در شرایط فیزیکی، شیمیایی و حرارتی مختلف از خود نشان داده است. این موضوع بیانگر این حقیقت است که می‌توان از این نانوفتوکاتالیست در شرایط مختلف واکنش در صنایع شیمی، پتروشیمی و پالایش نفت بهره برد.

به گفته وی، در طرح حاضر از زئولیت حاوی آهن به‌عنوان یک بستر برای نشاندن نانوکاتالیست دی‌اکسید تیتانیم استفاده شده است. زئولیت به دلیل برخورداری از ریزحفرات بسیار منظم، مساحت سطح و ظرفیت تعویض یونی بالا و فضای مولکولی مناسبی برای واکنش‌های شیمیایی و فتوشیمیایی فراهم می‌کند.

وی با بیان اینکه نانوکاتالیست دی‌اکسید تیتانیم نشانده شده در ساختار زئولیت، تمام خصوصیات دی‌اکسید تیتانیم را داراست، عنوان کرد: با این تفاوت که اندازه‌ ذرات آن در مقیاس نانو است و نسبت به دی‌اکسید تیتانیم تنها گاف انرژی (Band Gap) کمتری دارد، ازاین‌رو کارایی بالاتری از خود به نمایش می‌گذارد. با نانویی شدن اندازه‌ ذرات و تثبیت روی سطح زئولیت آهندار، خواص شیمیایی سطح بهبود یافته و در نتیجه بهبود عملکرد نانوکامپوزیت با استفاده از نور خورشید را به دنبال خواهد داشت. 

به گفته‌ این محقق در پژوهش حاضر ابتدا نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم در ساختار زئولیت آهندار نشانده شده و پس‌ازآن با استفاده از روش‌های شناسایی از قبیل پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، جذب و واجذب نیتروژن و اندازه‌گیری پتانسیل زتا به توصیف خصوصیات نانوفتوکاتالیست سنتز شده پرداخته شده است.

وی ادامه داد: در مرحله‌ بعد از نانوفتوکاتالیست مذکور به‌صورت آزمایشی جهت تصفیه‌ی پساب پالایشگاه بندرعباس به کمک نور خورشید و نور فرابنفش استفاده شده است. در نهایت به‌منظور تعیین و مقایسه‌ی بازدهی عملکرد نانوفتوکاتالیست، از دستگاه GC-MS استفاده شده است.

یونسی بیان کرد: در تصفیه‌ پساب با استفاده از نور خورشید و پرتو فرابنفش، پس از چهار ساعت به ترتیب ۲.۱ و ۱.۳ گرم بر لیتر نانوفتوکاتالیست مصرف شده و بازده تصفیه‌ی نانوفتوکاتالیست به میزان ۷۶ و ۸۰ درصد گزارش شده است.

وی گفت: محصول نهایی این طرح با عنوان «تولید نانوکامپوزیت TiO۲-Fe-ZSM-۵ با خصوصیت فتوکاتالیستی تحت نور فرابنفش و مرئی» به شماره‌ ۸۸۹۷۲ در سازمان ثبت اسناد و مالکیت‌های صنعتی به ثبت رسیده است. 

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر زهرا قاسمی- عضو هیأت علمی دانشگاه هرمزگان- دکتر حبیب اله یونسی- عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس- و دکتر علی‌اکبر زینتی زاده- عضو هیأت علمی دانشگاه رازی کرمانشاه- است. نتایج این کار در مجله‌ی Chemosphere با ضریب تأثیر ۴/۲۰۸ (جلد ۱۵۹، سال ۲۰۱۶، صفحات ۵۵۲ تا ۵۶۴) منتشر شده است.