فاصل الزيت عن الماء (للسفن والمنصات البحرية)

فاصل الزيت عن الماء (للسفن والمنصات البحرية)

تُعدّ فواصل الزيت عن الماء من المعدات الأساسية على متن السفن والمنصات البحرية، إذ تلعب دورًا حيويًا في منع التلوث البحري. صُممت هذه الأنظمة لفصل الزيت عن مختلف أنواع مياه الصرف الناتجة أثناء العمليات، مما يضمن مطابقة المياه المُصرّفة للوائح البيئية الصارمة.

لماذا تعتبر فواصل الزيت عن الماء ضرورية؟

تُنتج السفن والمنصات البحرية مياه صرف زيتية من مصادر متعددة، تشمل:

مياه الصرف: خليط من مياه البحر، ومخلفات زيتية (زيت الوقود، زيت التشحيم، الزيت الهيدروليكي)، والشحوم، والمنظفات، والمذيبات، وملوثات أخرى تتجمع في الجزء السفلي من هيكل السفينة.

تسربات وانسكابات الآلات: تسربات عرضية للزيوت والوقود من المعدات.

عمليات التنظيف: المياه المستخدمة لتنظيف الخزانات والأسطح والآلات التي قد تتلوث بالزيت.

المياه المنتجة (المنصات البحرية): المياه التي تصعد إلى السطح بشكل طبيعي مع النفط والغاز من الخزان، وغالبًا ما تحتوي على زيت مذاب ومتناثر.

يُمكن أن يُؤدي تصريف هذه المياه الزيتية غير المعالجة مباشرةً في البيئة البحرية إلى آثار مدمرة على الحياة البحرية والنظم البيئية. وللحد من ذلك، تُلزم اللوائح الدولية، التي تُشرف عليها المنظمة البحرية الدولية (IMO) بشكل أساسي من خلال اتفاقية ماربول 73/78، باستخدام أنظمة معالجة مياه الصرف الزيتية لمعالجة هذه النفايات قبل تصريفها. يتطلب المعيار الأكثر شيوعًا ألا يزيد محتوى الزيت في المياه المصرفة عن 15 جزءًا في المليون (ppm).

كيف تعمل فواصل الزيت عن الماء؟

يعتمد مبدأ عمل أنظمة فصل الزيت عن الماء (OWS) على اختلاف كثافة الزيت عن الماء. فالزيت عادةً أقل كثافة من الماء، مما يجعله يطفو على السطح عند مرور الوقت اللازم لفصله. وتستفيد هذه الأنظمة من هذا المبدأ عبر آليات متعددة، غالباً على مراحل:

المدخل والمعالجة الأولية: يدخل الماء المختلط بالزيت إلى نظام فصل الزيت عن الماء، حيث يقوم مصفاة أو مرشح خشن بإزالة الشوائب الكبيرة.

الفصل الأولي: تهدف هذه المرحلة إلى إزالة معظم الزيت الحر. ومن الطرق الشائعة:

الفصل بالجاذبية: وهي أبسط الطرق، حيث يُحفظ خليط الزيت والماء في خزان أو حجرة، مما يسمح للزيت الأقل كثافة بالصعود إلى السطح وتكوين طبقة يمكن كشطها. ويمكن للحواجز الداخلية أو ألواح التجميع تحسين هذه العملية بتوفير أسطح لتجمع قطرات الزيت (اندماجها في قطرات أكبر).

الفصل بالطرد المركزي: تستخدم هذه الطريقة قوة الطرد المركزي لتسريع عملية الفصل. يُدار السائل المختلط بسرعات عالية، مما يؤدي إلى تحرك جزيئات الماء الأكثر كثافة نحو الخارج وبقاء جزيئات الزيت الأخف وزنًا بالقرب من المركز، حيث تُجمع. غالبًا ما تكون هذه الطريقة أكثر كفاءةً وفعاليةً من حيث الحجم.

التجميع والترشيح: بعد الفصل الأولي، قد تبقى قطرات الزيت الصغيرة منتشرة في الماء، مُشكّلةً مستحلبات.

المُجمِّعات: هي عبارة عن مرشحات أو وسائط مُتخصصة مُصممة لتشجيع قطرات الزيت الصغيرة على التصادم والاندماج لتكوين قطرات أكبر. هذا يُسهّل فصلها بفعل الجاذبية. تُعدّ ألواح التجميع مثالًا شائعًا، حيث تلتصق قطرات الزيت بالأسطح المُحبة للزيت (الجاذبة للزيت) وتتحد.

المرشحات: تُزيل مراحل الترشيح اللاحقة أي شوائب صلبة متبقية أو قطرات زيت دقيقة.

إزالة الزيت وتصريفه: بعد الفصل، يُزال الزيت المُتراكم عادةً بواسطة كاشطة زيت أو مضخة مُخصصة، ويُنقل إلى خزان زيت النفايات للتخلص منه بشكل سليم على الشاطئ أو حرقه على متن السفينة. يتم تصريف المياه "النظيفة"، التي انخفضت نسبة الزيت فيها بشكل ملحوظ، إلى البحر، شريطة أن تستوفي الحدود التنظيمية التي تتم مراقبتها باستمرار بواسطة جهاز مراقبة نسبة الزيت. إذا تجاوزت نسبة الزيت الحد المسموح به (على سبيل المثال، 15 جزءًا في المليون)، يُعاد تدوير المياه المصرفة تلقائيًا لمزيد من المعالجة.

أنواع فواصل الزيت عن الماء في البيئات البحرية:

مع ثبات المبادئ العامة، تختلف أنظمة فصل الزيت عن الماء في تصميمها وتقنياتها:

الفواصل القائمة على الجاذبية: تعتمد على فرق الكثافة الطبيعي، وغالبًا ما تتضمن صفائح تجميع. وهي شائعة، خاصة في المنشآت القديمة أو للتطبيقات الأقل تعقيدًا.

الفواصل الطاردة المركزية: تستخدم قوة الطرد المركزي لفصل الزيت بكفاءة وسرعة أكبر، وهي قادرة على التعامل مع جزيئات الزيت الدقيقة.

الترشيح الغشائي: يستخدم أغشية شبه منفذة لفصل الزيت عن الماء ميكانيكيًا، مما يوفر مستويات نقاء عالية.

الامتصاص/الامتزاز: يستخدم وسائط متخصصة مثل الطين العضوي أو الكربون المنشط لامتصاص الزيت من الماء.

المعالجة الكهروكيميائية والمعالجة الحيوية: تقنيات حديثة تستخدم المجالات الكهربائية لتفكيك المستحلبات أو الكائنات الدقيقة لاستهلاك الزيت، على التوالي.

اللوائح والامتثال:

يخضع تشغيل أنظمة فصل الزيت عن الماء على السفن والمنصات البحرية لأنظمة صارمة بموجب اتفاقيات دولية مثل الملحق الأول من اتفاقية ماربول، وتُنفذ هذه الأنظمة من قبل دول العلم وهيئات الرقابة في الموانئ. تشمل الجوانب الرئيسية لهذه الأنظمة ما يلي:

معيار 15 جزءًا في المليون: وهو المعيار الأكثر شيوعًا لمحتوى الزيت في المياه المصرفة من أحواض غرف المحركات.

جهاز مراقبة محتوى الزيت: يجب أن تكون جميع أنظمة فصل الزيت عن الماء مزودة بجهاز مراقبة محتوى الزيت لمراقبة محتوى الزيت في المياه المصرفة بشكل مستمر، وإطلاق إنذار أو إعادة تدوير تلقائية في حال تجاوز الحد المسموح به.

الموافقة النوعية: يجب أن تحصل معدات فصل الزيت عن الماء على موافقة نوعية من السلطات المختصة (مثل خفر السواحل الأمريكي، والمنظمة البحرية الدولية) بعد اجتيازها اختبارات دقيقة.

حفظ السجلات: يُلزم على السفن الاحتفاظ بسجل للزيت، يتضمن تفاصيل جميع العمليات المتعلقة بتصريف المياه الزيتية.

في الختام، تُعد فواصل الزيت عن الماء أجهزة أساسية لحماية البيئة على السفن والمنصات البحرية. يُعد تشغيلها الفعال أمراً بالغ الأهمية لحماية النظم البيئية البحرية من خلال ضمان معالجة مياه الصرف الزيتية وفقاً للمعايير الدولية الصارمة قبل تصريفها في البحر.