جديد البحث العلمي
14Dec

دراسة في جامعة السلطان قابوس تُثبت فعالية تقنية لمعالجة المياه المُنتجَة من حقول النفط

14 Dec, 2020 | Return|

تتوقع إحصائيات منظمة المياه العالمية أن تعاني حوالي 33 دولة من أصل 167 دولة من شح شديد في المياه بحلول عام 2040م، ومن هذه الدول السلطنة.

وتتعدد الأسباب حول هذا الشح، لكن أهمها هو توقع زيادة عدد السكان الذي بدوره يؤدي إلى زيادة استهلاك المياه عن طريق الناس، والزراعة وفي الصناعات المختلفة. 

من جانب آخر، هناك كمية كبيرة من الماء تنتج من حقول النفط خلال عمليات استخراج النفط والغاز، والجزء الأكبر منها يتم التخلص منه بدلًا من استثماره في إمداد السلطنة بالمياه اللازمة لتعويض النقص وتقليل الضغط على المصادر الرئيسية للمياه، ومنها تقليل تأثير الشح الشديد للمياه المتوقع بحلول عام 2040م.

وفي السابق كانت عملية التخلص من المياه المصاحبة لاستخراج النفط خيارًا رخيصًا؛ لذلك توجهت معظم الشركات النفطية له، لكن الوضع اختلف الآن؛ فعبء التخلص منها زاد عليها بسبب القوانين المتعلقة بنسبة الشوائب المسموح بها عند رغبة الشركات في التخلص من هذه المياه، ونتيجة لذلك أصبح خيار التخلص من منها يشكل عائقا وتحديا كبيرًا لها، لذلك أصبحت معالجة هذه المياه -بتقنية فعالة واقتصادية- وإعادة استخدامها خيارًا تتطلع له الشركات النفطية. 

وتحتوي هذه المياه على الكثير من الشوائب التي يكون البعض منها سامًا وله تأثير مباشر على البيئة.  ورغم أن الكثير من التقنيات الفيزيائية، والكيميائية والأحيائية تم اختبارها لمعالجة هذه المياه إلا أن أغلبها غير فعّال تقنيًا واقتصاديًا. كما أن من أهم سلبيات هذه التقنيات حاجتها لمساحات كبيرة للتنفيذ، وكونها مكلفة ويتضمن استخدامها بعض المواد الكيميائية الضارة.

في هذا الجانب أُجريت في جامعة السلطان قابوس دراسة لفعالية تقنية التقطير بالأغشية الدقيقة  (Membrane distillation)  في معالجة المياه المصاحبة لإنتاج النفط والغاز؛ هدفت إلى تقديم خيار فعال واقتصادي للشركات النفطية، وإزالة عبء تكلفة التقنيات القديمة، وعدم قدرتها على إنتاج مياه بالخصائص المطلوبة  عن كاهلها.

وتم في الدراسة اقتراح تقنية التقطير بالأغشية الدقيقة   (Membrane distillation) لمعالجة هذا النوع من المياه لما تتمتع به من قدرة على معالجة المياه شديدة الملوحة، وإمكانية ربطها بالطاقات المتجددة كالطاقة الشمسية، وكذلك سهولة استخدامها وتركيبها، حيث يتطلب تشغيلها حرارة وضغطا أقل من عمليات المعالجة الأخرى وفعاليتها في منع مرور الجزيئات غير المتطايرة تصل إلى قرابة 100%

واستخدمت الدراسة مياه شديدة الملوحة من أحد حقول النفط التابعة لشركة تنمية نفط عمان، وأثبتت النتائج فعالية التقنية المستخدمة في معالجة هذه المياه المنتجة من حقول النفط، إذ بلغت نسبة الأملاح التي منعت من المرور خلال الغشاء أكثر من 99.9% وأكثر من93.3 % بالنسبة للمواد العضوية. ويعود السبب وراء مرور بعض من المواد العضوية إلى وجود مواد عضوية متطايرة في عينة الماء، والذي لا يمكن تفاديه باستخدام هذه التقنية. 

وأوضحت الدراسة بأن الأغشية المستخدمة لم تفقد خصائصها الرئيسية بعد تعرضها لأنواع مختلفة من المياه، وإمكانية استعادة فعاليتها الأولية باتباع عملية تنظيف مناسبة باستخدام الماء النقي.  

تقول المهندسة موزة السالمية الباحثة في المشروع أثناء تحضير رسالة الماجستير في قسم هندسة النفط والكيمياء بكلية الهندسة: هذا المشروع كان نتيجة شراكة بين جامعة السلطان قابوس وشركة تنمية نفط عمان ومركز الشرق الأوسط لأبحاث المياه في السلطنة وجامعة كمبلوتنسي بمدريد الإسبانية. وأنا سعيدة بهذه النتائج والعمل قائم لتطوير وتعزيز هذه التقنية على أمل أن يكون لها إسهام في التطبيقات الصناعية بالسلطنة.

ويقول د. سليمان العبيداني (أستاذ مساعد في قسم الهندسة الميكانيكية والصناعية والمشرف المساعد على المشروع) عن النتائج: تطبيق هذه التقنية على حقول متعددة من السلطنة "الحقول شديدة الملوحة" سوف يسهم في توفير مياه نقية يمكن استخدامها في مختلف التطبيقات؛ الصناعية منها والزراعية، مما يعزز الاقتصاد الوطني ويساعد في حل أزمة وشيكة الحدوث. 

أما د. محمد العبري (أستاذ مشارك في قسم هندسة النفط والكيمياء والمشرف الرئيسي للمشروع) فيوضح قائلا: حظينا بشرف الحصول على منحة بحثية من المنح السامية للبحوث الاستراتيجية لتطوير هذا المشروع.  وقمنا بشراء جهاز تجريبي لهذه التقنية ويتم الآن التجهيز لاستعماله في معالجة المياه المرتجعة من محطات تحلية المياه الجوفية بالتعاون مع وزارة الثروة الزراعية والسمكية وموارد المياه. ونجاح هذه التجربة سوف يسهم في زيادة إنتاج المياه المحلاة ويقلل من خطورة استنزاف المياه الجوفية. كما سيحمي مخزون المياه الجوفية من خطورة تلوثها بالمياه المرتجعة ويقلل من تكلفة التخلص من المياه المرتجعة.
 

0CE3E6DC-D56C-48BE-A... 25354770-4D9D-49AC-8... B6DCEB8D-AC6E-48D9-B...
د. سليمان العبيداني د. محمد العبري موزة السالمية