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化石燃料影响的生命周期解决方案

发布时间:2019-03-20 07:39

        

 

 

 

     

  州的能源历史丰富了它生产的化石燃料的数量,但也着煤炭开采的遗产,以及最近的水力压裂。进入废弃煤矿的水分布在整个英联邦的地下,作为酸性矿山排水(AMD),而用于破碎或“”石油和天然气沉积物的淡水再次成为被“盐”,金属和放射性污染的“生产”水材料。

  对AMD和采出水进行补救是一个昂贵的过程,联邦法律在市政水处理厂处理生产用水。然而,最近在科学与技术杂志上发表的斯旺森大学工程学院的研究发现,这两种流体的共处理不仅可以同时解决两个问题,而且还可以减少两种遗留问题对的影响。 。

  Leanne Gilbertson是土木与工程助理教授,是该研究的首席研究员,“生产用水和废弃矿井排水共处理过程的生命周期影响和效益权衡”。这篇由研究生Yan Wang撰写的文章包括她的Swanson学校同事Radisav Vidic,William Kepler Whiteford教授和土木与工程系主任以及Vikas Khanna副教授的相关研究。

  “这项研究是三位不同研究人员找到共同主题以协同合作的偶然结果.Radisav的小组开发了共同处理AMD和生产水的方法,他是通过膜蒸馏生产水处理领域的领先研究人员,而Vikas的团队专注于复杂的系统分析,“Gilbertson博士解释道。“我在生命周期评估方面的专业知识为这些行业带来了新的视角,并量化了利用这两种废水的替代方法对和人类健康影响的权衡。”

  Gilbertson博士及其团队专注于州西南部的一个五县地区,受到AMD和水力压裂的影响 - 阿勒格尼,费耶特,格林,和威斯特摩兰县。该研究针对三个关键的相互补救方面 - 生产用水和AMD的共处理,水和矿井和钻井现场的水运输,以及避免AMD排放到中。Gilbertson博士的LCA发现共处理AMD和产出水是有益的,因为虽然每种流体的化学成分因地点而异,但这两种副产物共有相反量的钡和硫酸盐,当它们结合时,可通过沉淀除去。

  Gilbertson博士指出,这一结果很重要,因为它创造了两种重要废物的价值,并排除了AMD的影响。“虽然水力压裂产生的总水量为每天4,450立方米,但该地区每天生产的孤儿AMD数量惊人地高达281,000立方米。通过联合处理减少这两个因素将减少淡水的使用并成为净效益。”

  但即使受到共同处理的潜在积极影响,在采矿和钻井现场之间运输流体也可能产生显着的负面权衡。这将是的和当前处理的生产水之间的平衡,他经常运输很长的距离进行处理,或者通过每年数十万英里的大型卡车进行处置。

  为了最大限度地减少这些重大影响,不仅包括燃料使用,还包括道磨损和卡车排气,Khanna博士和他的博士生Sakineh Tavakoli开发了一个模型,以确定AMD和气井之间的共处理场所的最佳。五县地区。虽然与优化的共处理相关的成本可能高于使用淡水,但效益可能很大。Drs目前正在试用另一种潜在的选择。Vidic和Khanna是一种移动式膜蒸馏系统,由钻井过程中产生的废热提供动力,可以现场处理产出水。

  尽管优化模型是使用五县地区的采矿和天然气井开发的,但研究人员指出,这种方法可以应用于州的其他地区,并使用类似的数据应用于整个美国。王女士补充说,这项研究的新颖之处在于该小组试图量化不将AMD到生态系统和中的好处。

  “这些是您不必考虑的系统的”信用“。例如,通过利用AMD作为压裂液,我们大大减少了浪费的淡水量。同样,通过优化运输线和发展移动治疗站点,我们正在大大减少长途货运的影响,“王女士说。“最重要的是,通过使用AMD作为资源,我们正在帮助缓解中的遗留废物,从而改善补救措施。简而言之,共同处理这两种废弃物产品的级联效应可以为州带来净收益。 “

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