حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده گزارش

سامانه‎های تصفیه آب توازن کشتی؛ یادداشتی از دکتر مهدی شفیعی مدیر عامل شرکت آتیه پردازان ظهور شریف

تاریخ : ۱۳۹۸/۱۰/۱۲ تعداد بازدید :‌ ۵۷۸
موضوعات : صنعت دریایی
نویسندگان : مهدی شفیعی-نویسنده اول
پرکاربردترین تکنولوژی تصفیه آب توازن (عامل انتقال غیرعمدی ارگانیسم‌های زنده در بین اکوسیستم‌های دریایی)، استفاده از سیستم‎های الکترولیز آب دریا به همراه فیلتراسیون است. شرکت آتیه پردازان شریف تولیدکننده‎ی سامانه‌های الکترولایزر/ الکتروکلرینشن (Electrochlorination) یا تولید آب ژاول (NaOCl) صنعتی است.

مطابق پیمان‌نامه‌های سازمان بین‌المللی بنادر و دریانوردی (IMO) و همینطور لایحهٔ تصویب شدهٔ تاریخ ۱۳۹۵/۶/۱۰ در جلسهٔ علنی مجلس شورای اسلامی، قرار است به زودی بحث مربوط به گندزدایی آب توازن کشتی‌ها (Ballast Treatment)، لازم الاجرا شود. از طرف دیگر، سایر کشورهای پیشرو در بحث گندزدایی آب (همچون کشور ایتالیا)، برای گندزدایی آب توازن کشتی‌ها دقیقاً همان مکانیزمی را به کار می‌برند که برای گندزدایی آب موجود در سیستم‌های خنک‌کننده صنعتی (Cooling Water) به کار برده می‌شود. از این روی، کارشناسان این شرکت با بررسی سیستم‌های مختلف تصفیه آب توازن کشتی‌ها به طراحی این نوع از سیستم‌های تصفیه آب توازن پرداخته است. مختصری از کارکرد این سیستم به همراه قوانین الزام آور استفاده از آن طی سال‌های آتی آورده شده است. در ابتدا به معرفی لزوم استفاده از سیستم آب توازن در شناورها می‌پردازیم:

آب توازن کشتی‌ها، اصلی‌ترین عامل انتقال غیرعمدی ارگانیسم‌های زنده در بین اکوسیستم‌های دریایی محسوب می‌شود. در واقع، موجودات زنده‌ای که در آب‌های ساحلی زندگی می‌کنند، ممکن است در هنگام مکش آب به مخازن آب توازن، همراه آب دریا به این مخازن وارد شوند. اگر کشتی در آب‌های کم عمق، اقدام به آب‌گیری نماید، رسوبات و دیگر موجودات زنده نیز ممکن است به درون مخازن وارد شوند هنگامی که آب توازن تخلیه می‌شود، این موجودات زنده نیز رها می‌شوند. این آب توازن، همراه کشتی جابجا شده و سپس در بندر بعدی که کشتی اقدام به بارگیری بیشتر می‌کند، تخلیه می‌شود. اگر یک کشتی از تعدادی بندر کالا دریافت کرده یا به آنها تحویل دهد، مقداری از آب توازن را از هر بندری برداشته یا مقداری از آن را در هر بندر تخلیه می‌کند. در این موارد، آب توازن کشتی مخلوطی از آب‌های بنادر مختلف است. 

ورود گونه‌های تازه وارد به اکوسیستم‌های جدید، علاوه بر تغییر گستردهٔ ساختار شبکه غذایی محیط، موجب کاهش تنوع زیستی دریا می‌گردد. پیامد نهایی چنین وضعیتی، ایجاد تغییرات اساسی در ذخایر ژنی دریا خواهد بود. از سوی دیگر، این پدیده تهدیدی برای مناطق آبزی‌پروری ساحلی که در نزدیکی مسیرهای کشتیرانی قرار دارند، است و این مناطق در معرض بالاترین شانس دریافت بیماری از طریق پاتوژن‌های منتقل شده به وسیلهٔ آب توازن کشتی‌ها قرار دارند. در مناطقی نیز مشاهده شده است که انتقال عامل برخی بیماری‌های انسانی و شیوع گستردهٔ آنها در بین مردم ساکن در نواحی ساحلی، از طریق جابجایی پاتوژن‌ها توسط آب توازن کشتی‌ها صورت پذیرفته است.

 

 

 معرفی دستگاه APClor®-Ball

برای تصفیهٔ آب توازن موجود در کشتی‌ها (Ballast Water Treatment)، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. مهم‌ترین و پرکاربردترین تکنولوژی در این زمینه، استفاده از سیستم‌های الکترولیز آب‌دریا به همراه فیلتراسیون است که از نظر کارایی و هزینه، از سایر روش‌ها عملی‌تر و اصولی‌تر است. فناوری نانو در پوشش‌دهی آند و کاتد الکترولایزر کاربرد دارد.

شرکت آتیه پردازان شریف، از شرکتهای دانش‌بنیان پیرامون دانشگاه شریف است و به عنوان تولیدکنندهٔ سامانه‌های الکترولایزر/ الکتروکلرینشن (Electrochlorination) یا تولید آب ژاول (NaOCl) صنعتی در محل (On-Site)، به خصوص در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به شمار می‌رود و در قرارداد اخیر خود با پتروشیمی مبین با عنوان «ساخت و بازطراحی سلول‌های الکترولایزر»، توانسته به طور کامل این تکنولوژی را بومی‌سازی نماید. این شرکت در طراحی، بهینه‌سازی و ساخت الکترولایزر (با هر دو سیستم آب دریا و آب نمک-Brine) دارای تجربه و تخصص کافی است. شایان ذکر است که تجهیز مورد نظر، جهت گندزدایی آب در صنایع مختلف به کار رفته، که یکی از اصلی‌ترین کاربردهای آن، گندزدایی آب موجود در سیستم‌های خنک‌کننده صنعتی (Cooling Water) بوده و جایگزین روش‌های سنتی همچون تزریق کلر یا سایر مواد شیمیایی است.

سیستم فیلترینگ در واقع برای حذف میکرو ارگانیسم‌هایی که اغلب دارای سایز بیشتر از 50 میکرومتر هستند و همچنین گرفتن آبزیان، املاح و غیره به کار می‌رود. درون این سیستم مش‌هایی تعبیه شده است که کار جداسازی و حذف مواد و میکروارگانیسم‌ها را بر عهده دارند و از نکات قوت آن خاصیت Self Cleaning پس از گذشت زمان زیاد است.

مشخص است که میکروارگانیسم‌های کوچکتر از 50 میکرومتر قابلیت جداسازی توسط فیلتراسیون را ندارند، بنابراین نیاز به سیستمی است که بتواند این عمل مهم را انجام دهد. بنابراین پس از فیلتراسیون آب‌دریا، از واحد الکترولایزر برای از بین بردن میکروارگانیسم‌های باقیمانده استفاده شده که با تولید سدیم هیپوکلریت در محل، نابودی آن‌ها صورت می‌گیرد. این واحد اغلب به صورت یک سیستم جانبی در کنار لاین اصلی (لاین آب توازن) قرار گرفته و بین 1 تا 2 درصد از دبی جریان اصلی وارد الکترولایزر می‌شود.

شکل 1- نحوه عملکرد سیستم الکتروکلرینیشن در آب توازن کشتی‌ها
شکل بالا - سیستم الکتروکلرینیشن line Stream
شکل پایین - سیستم الکتروکلرینیشن In line – Full Flow

 

نحوهٔ عملکرد این واحد بدین صورت است که این مقدار از آب‌دریا از میان الکترودها عبور کرده و با اعمال جریان برق بر روی ترمینال‌های آن، گاز کلر بر روی آند و سدیم هیدروکسید و هیدروژن بر روی کاتد تشکیل می‌شود و در نتیجه طبق واکنش کلی زیر سدیم هیپوکلریت تشکیل می‌شود:

توجه شود که به صورت کلی، سیستم تولید سدیم هیپوکلریت (آب‌ژاول) یا واحد الکتروکلرینیشن از اجزای زیر تشکیل شده است که در زیر به توضیح مختصری درباره آن‌ها پرداخته می‌شود:

  • سلول الکترولایزر
  • ترانس-رکتیفایر
  • مخزن گاز زدایی و ذخیره‌سازی محصول
  • دمنده‌های رقیق‌ساز هیدروژن
  • پمپ‌های تزریق و سیستم کنترل تزریق
  • پنل کنترل مرکزی
  • سیستم اسیدشویی


به عواملی همچون HClO/OCl-/Cl2، HOBr/OBr-/Br2 و کلروآمین‌ها و برموآمین‌ها، اکسیدانت‌های باقیمانده کلی یا TRO گویند. الکترولیز آب دریا باعث از بین بردن میکروارگانیسم‌ها در مخزن آب توازن می‌شود که طبق استاندارد، ماکزیمم مقدار مجاز TRO برای آن بسته به تعداد الکترولایزرها تعیین می‌گردد.

حال لازم به ذکر است که طبق تست‌های مختلفی که در دنیا صورت گرفته است، تولید سدیم هیپوکلریت توسط الکترولیز، منجر به تشکیل مقدار بسیار پایینی از محصولات جانبی می‌شود و به همین دلیل پکیج الکترولایزر کاربرد فراوانی را در دنیا پیدا کرده است.

نکته بسیار مهمی که باید به آن توجه داشت، این است که در زمان تخلیه، آب میکروب‌زدایی شده (de-ballasting)، از سدیم تیوسولفات و یا سدیم سولفیت (موجود در تانک ذخیره‌سازی) جهت خنثی‌سازی و رساندن غلظت TRO به ماکزیمم مقدار مجاز برابر با ppm 2/0 استفاده خواهد شد. مطابق با واکنش زیر محصول سدیم سولفات به همراه هیپوکلریک اسید تشکیل می‌شود:

مشخص است که استفاده از سیستم الکترولایزر (ballasting) به همراه عامل خنثی‌کننده، طبق قوانین سازمان بین‌المللی دریانوردی بسیار حائز اهمیت بوده و هیچ گونه مشکلی در اکوسیستم آب‌دریا در هنگام تخلیه آب‌توازن از کشتی‌ها به وجود نخواهد آورد.

Sea Water 

 

 

شکل 2- سلول الکترولایزر آب‌دریا طراحی شده جهت تصفیه آب توازن کشتی‌ها

 

شکل 3- سیستم APClor-Ball

شکل 4- شماتیک سه بعدی سیستم الکترولیز آب‌دریا در کشتی‌ها

 اقدامات بین‌المللی جهت کنترل و مدیریت آب توازن کشتی‌ها

کمیته حفاظت از محیط زیست سازمان بین المللی دریانوردی (IMO MEPC) طرح پیاده‌سازی اصلاح قوانین بین‌المللی مدیریت آب توازن کشتی‌ها را مطابق با استانداردهای بیولوژیکی D-2 تحت عنوان کنوانسیون مدیریت آب توازن را پذیرفت. که بر اساس آن تمام کشتی‌هایی که در تاریخ 8 سپتامبر سال 2017 یا بعد از آن مطابق استاندارد D-2 ساخته شده‌اند بایستی در اولین MARPOL IOPP بازسازی یا تکمیل شوند.

لذا با توجه به قوانین بین‌المللی تمام کشتی‌های هر دو استاندارد D-1 و D-2 در نهایت تا سال 2024 می‌توانند خود را با این کنوانسیون مطابقت دهند.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)
Captcha