Petrol ve doğalgaz üretimleri sırasında oluĢan atıklar .1 Üretim atıksuyu

Yeraltı petrol rezervuarları genellikle, hidrokarbonların altında bulunan doğal bir su katmanına sahiptir. Bunun yanında, petrolün yeryüzüne çıkarılması için rezervuarlara su ve buhar enjekte edilmektedir. Yüzeye petrol ve gaz ile beraber çıkan, bazı durumlarda petrolün birkaç katı olabilen bu su literatürde ―üretim suyu‖ olarak adlandırılmaktadır. Çevre Mühendisliği açısından değerlendirildiğinde ve bu projenin amacına uygun olarak, proje kapsamında üretim suyu ifadesi yerine ―üretim atıksuyu‖ kullanılacaktır.

Genel olarak doğalgaz kuyuları, petrol kuyularından daha az oranda su ihtiva etmektedir (API, 1997). Farklı ülkelerde yapılan çalışmalarda üretilen petrol miktarına bağlı olarak değişik miktarlarda üretim atıksuyu oluştuğu görülmüştür.

Oluşan atıksuyun miktarı petrol çıkarma teknolojisine, rezervuar özelliklerine ve petrol çıkarma hızına bağlı olarak değişmektedir. Bazı durumlarda oluşan üretim molürünler/molreaktantlar:

Buharlaşma ısısı (Mj/kg) 0,509

12

atıksuyu üretilen petrol miktarının on katı kadar olabilmektedir (Campos ve diğ., 2002). Çin‘de yılda 50 milyon ton üretim atıksuyu oluşmaktadır (Qiao ve diğ., 2008).

Amerika‘da, üretimden kaynaklanan atıksuyun hacmi, üretilen petrol hacminin 8 katıdır. Amerikan Petrol Enstitüsü (API) tarafından yılda 15 milyar varilin üzerinde üretim atıksuyu üretildiği belirtilmiştir.

Son yıllarda çevre bilincinin gittikçe artması ve daha sıkı hale getirilen deşarj standartları sonucu, üretim atıksularının arıtımı konusu ilgi çekici hale gelmiş ve bu konuda yapılan araştırmalar artmıştır. Bu atıksular uygun arıtım sonrasında birçok endüstriyel ve tarımsal uygulamada kullanılmak üzere önemli bir potansiyel oluşturmaktadır (Vlasopoulos ve diğ., 2006). Su kıtlığının ciddi boyutta olduğu günümüzde, tuz giderimi yapılmış petrol ve gaz endüstrisi üretim atıksuyu, kurak bölgelere içme suyu sağlama kaynakları arasında cazip bir seçenek olarak görülmektedir (Li ve diğ., 2004; Tao ve diğ., 1993; Visvanathan ve diğ., 2000;

Sirivedhin ve diğ., 2004).

Petrol kaynaklı kirlenmenin önemli bir diğer sebebi de gemi kazalarından kaynaklanmaktadır. Dünyada üretilen petrolün büyük bir kısmı deniz yoluyla taşınmaktadır. Son 15 yıl içerisinde toplam 360 milyon Amerikan galonu (1 galon = 3,785 litre) petrol, yalnızca Arabistan Körfezi bölgesinde sızmıştır (Al-Obeidani ve diğ., 2008).

Petrol ve doğalgaz üretim sahası için genel akım şeması Şekil 2.6‘da verilmektedir.

ġekil 2.6: Petrol ve doğalgaz üretim sahası proses akım şeması (TPAO Petrol ve Doğal gaz Üretiminde Korozyon ve Kontrolü Kurs Notları, 2008).

13 2.1.3.2 Atık gaz

Kıyıdan uzak veya yerleşim yerlerinin çok uzağında bulunan üretim platformlarında petrol ile aynı anda çıkan doğalgazın geri kazanımı, uygun altyapı sisteminin bulunmaması veya yüksek depolama/transfer maliyetinden dolayı zor bir işlemdir.

Bu durumda üretilen gaz rezervuar basıncını sağlamak için yeniden yeraltına enjekte edilmekte, platformda güç sağlamak amacıyla kullanılmakta ve yakılmaktadır.

Yakılan gazın bileşimine bağlı olarak yanma verimi %64 – 82 arasında değişmektedir. Yakılan bu gazın içerisinde birçok PAH tespit edilmiştir (Alberta Research Council, 1996). Ayrıca doğal gazın yakılması veya atmosfere verilmesi, metan ve diğer hidrokarbonların etkisiyle, sera gazı oluşumuna katkıda bulunmaktadır (Sadiq ve diğ., 2002).

1996 yılında yapılan bir çalışmada üretilen gazların yakılması sonucu oluşan emisyonda Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından öncelikli olarak belirlenen 16 PAH bileşikleri için konsantrasyonların 300 mg/m³ seviyesine kadar çıktığı saptanmıştır. Gaz yakılmasıyla oluşan PAH‘ların üretim atıksuyuna geçme ihtimali oldukça kuvvetlidir. Üretim atıksuyunda bulunan toplam PAH miktarının ne kadarının gaz yakılması sonucu oluşan emisyon sırasında ortaya çıkan PAH‘dan kaynaklandığını belirlemek çok zordur (Hawboldt ve Adams, 2005).

Hibernia‘daki platformda 2003 yılında yaklaşık 140 milyon m³ gaz yakılmaktadır.

Bu miktar üretilen toplam gazı %5‘ine karşılık gelmektedir. 2001 yılı değerlerine göre Norveç‘teki platformlarda yıllık yaklaşık 500 milyon m³, İngiltere‘deki platformlarda yaklaşık 630 milyon m³ gaz yakılmaktadır (Davis, 1999). Yapılan çalışmalarda yakılan gazda en fazla bulunan hidrokarbonlar BTEX, stiren, etinil benzen, etil-metil benzenler, asenaftilen, bifenil ve floren‘dir (Alberta Research Council, 1996). Gaz emisyonunda bulunan tipik PAH konsantrasyonları Çizelge 2.2‘de verilmiştir (Hawboldt ve Adams, 2005).

Çizelge 2.2: Gaz yakılmasıyla oluşan emisyonda bulunan PAH konsantrasyonları.

PAH mg/m³

14

Çizelge 2.2: Gaz yakılmasıyla oluşan emisyonda bulunan PAH konsantrasyonları (devamı).

Antrasen 42,11

Benzo(a)piren 1,03

Benzo(e)piren 0,71

Benz(a)antrasen 17,33

Krisen 2,12

Benzo(g,h,i)perilen 0,26

Üretim atıksuyunda olduğu gibi yakılan gaz miktarı da platformdan platforma farklılık göstermektedir.

Hawboldt ve Adams (2005) tarafından yapılan modelleme çalışmasında, kütlesel açıdan değerlendirildiğinde gaz yakılması sonucu emisyonla atmosfere verilen PAH miktarının üretim atıksuyu ile deşarj edilen miktarın çok daha üstünde olduğu saptanmıştır. Ayrıca aynı çalışmada yapılan dispersiyon ve seyrelme modellemesi sonuçlarına göre, platforma yakın bölgede denizdeki PAH konsantrasyonunun havadakine göre önemli oranda daha fazla olduğu ve kirlilik kaynağından uzaklaştıkça her iki ortamdaki (deniz ve hava) PAH konsantrasyonu seviyesinin birbirine yaklaştığı saptanmıştır.

2.1.3.3 Evsel atıksular

Petrol ve doğalgaz üretim faaliyetleri sırasında personelin günlük faaliyetleri sonucunda evsel atıksular oluşmaktadır. Genellikle bu atıksuların arıtılmasında hazır paket arıtma sistemleri kurulmakta ve evsel atıksuların arıtımı sağlanmaktadır.

Ülkemizdeki uygulamalarda ise, Mevzuata uygun olarak, kanalizasyon bağlantısının bulunduğu yerde kanalizasyona bağlantı yapılmakta, bulunmadığı yerde, sızdırmalı ya da sızdırmasız olarak hazırlanmış olan foseptiklerde toplanmakta ve ilgili belediyeler aracılığı ile beldeye ait kanalizasyon sistemine taşıtılmaktadır.