基于LCA的两种油田采出水处理工艺环境影响负荷对比研究

摘要

随着我国几大主力油田逐渐进入石油开发的中后期阶段，采油过程中随之产生的油田采出水数量也逐渐增多，因此，对油田采出水处理的需求也逐渐增大。油田采出水处理工艺在其建设期、运营期和报废期均会产生一定的废水、废气与固体废物，对环境产生不利影响，故而在后续的工程实践中如何选择对环境更加友好的处理工艺也变得更加重要。不同于传统评价方法单一从经济效益和处理效果的角度去考虑问题，生命周期评价因将其视角聚焦在某一产品系统所产生的综合环境影响上，得到了广泛的关注。
　　为了探究不同油田采出水处理工艺的环境影响负荷的差异，本文选择生命周期评价的方法对针对相同进出水标准的两种常用油田采出水处理工艺的环境影响负荷进行研究。本文选择大庆油田中十四污水处理站和中十六污水处理站为研究对象，从不同生命周期阶段和不同环境影响类型两个层面比较了两种工艺在运营年限为20年时的环境影响负荷差异，并分析相应的原因。最后基于生命周期评价进行了两种工艺的碳足迹对比分析，为后续工程实践的工艺选择提出了建议。
　　研究结果表明，运营年限为20年时，中十六污水处理站的全生命周期环境影响负荷为中十四污水站的1.29倍，主要原因为中十六污水处理站运营期产生的环境影响负荷为于中十四污水处理站的1.86倍。并且随着运营年限的增加，二者的差值还会继续增大。从不同环境影响类型的角度来考虑，中十四污水处理站在全生命周期内对外界环境影响最大的为人类毒性潜能，为1.25×10-5，占其总环境影响负荷的62.00％。中十六污水处理站在全生命周期内对外界环境影响最大的为人类毒性潜能，为1.44×10-5，占其总环境影响负荷的55.56%，其他类型的环境影响负荷对总体的贡献均不足20%。从生命周期阶段的方面来考虑，在中十四污水处理站的各阶段中，对环境影响最大的为运营阶段，该阶段环境影响负荷为1.18×10-5，为其总体环境影响的58.76%。而对于中十六污水处理站，对环境影响最大的也是运营阶段，该阶段环境影响负荷为2.20×10-5，占其总体环境影响的84.66%。碳足迹分析结果表明，中十四污水处理站在建设阶段和报废阶段产生的碳足迹大于中十六污水处理站，但当运营年限超过3年时，中十六污水处理站的全生命周期碳足迹便会超过中十四污水处理站。因此，从碳足迹角度考虑，在能满足处理需求的情况下，在两种常用的处理工艺中，本文推荐中十四污水处理站采用的“自然沉降—混凝沉降—核桃壳过滤”工艺。
　　本文对于油田采出水处理工艺的可持续发展具有重要意义，研究结果从环境影响的角度为后续工程实践提供了借鉴。

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目录

第1章 绪 论

1.1 课题来源与研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及研究的目的和意义

第2章 理论方法与研究范围

2.1 理论方法

2.2 研究范围

2.3 生命周期评价软件GaBi介绍

2.4 本章小结

第3章 生命周期清单分析

3.1 清单分析方法评述

3.2 GaBi模型构建基本原理

3.3 污水处理站建设期清单分析

3.4 污水处理站运营期清单分析

3.5 污水处理站报废期期清单分析

3.6 本章小结

第4章 生命周期影响评价

4.1 分类

4.2 特征化

4.3 标准化

4.4 环境影响负荷对比分析

4.5 本章小结

第5章 生命周期解释及碳足迹分析

5.1 重大问题识别

5.2 评估

5.3 碳足迹对比分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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