نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 گروه فن آوریهای محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

4 گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات ; تهران

چکیده

سابقه و هدف: لجن تولید شده در پالایشگاه تولید کننده روغن، به ­دلیل حجم قابل توجه و پیچیدگی در ترکیب ­ها، بسیار مضر بوده و دفع معقول آن برای حفاظت از محیط‌زیست و توسعه پایدار اهمیت زیادی دارد. طی فرآیند تصفیه پساب در پالایشگاه روغن، لجن صنعتی آلوده و حاوی مواد سمی تولید می‌شود که شامل ترکیب­ های پلی آروماتیک هیدروکربن بوده و در گروه پسماندهای خطرناک طبقه ­بندی می­ شود.
مواد و روش­ ها: در این تحقیق ارزیابی چرخه حیات روش­ های دفع در دو سناریوی لندفیل و سوزاندن روی لجن صنعتی پالایشگاه روغن در ایران مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس با استفاده از نرم افزار ارزیابی چرخه حیات، openLCA با مدل ارزیابی اثرهای CML-Baseline، طبقه ­های مختلف اثرهای محیط زیستی بررسی و با استفاده از روش وزن دهی و بی بعد کردن هر یک از طبقه ­های اثر در دو سناریوی تعریف شده، بهترین سناریو از لحاظ محیط زیستی شناسایی گردیده است.
نتایج و بحث: نتایج از فهرست نویسی 11 طبقه اثر شامل اسیدی شدن، تغییر اقلیم، کاهش منابع غیر زیستی، در دو بخش سوخت‌های فسیلی و عامل­ های مؤثر در ذخیره­ های نهایی،سمیت در سه بخش (آب آشامیدنی، آب دریایی، سمیت خاک)، اختناق دریاچه ­ای، مسمومیت انسان، تخریب لایه ازون، مه دود فتوشیمیایی ارزیابی به­ دست آمده است. نتایج نشان داده است، کمترین اثرهای محیط زیستی روی سنجه­ های سلامت انسان و گونه ­های گیاهی، مربوط به سناریوی لندفیل می­ باشد. سناریوی سوزاندن لجن، که به­ طور مستقیم به زباله سوز ارسال می‌شوند با انتشار بیشترین میزان دی اکسید کربن، متان و اکسیدهای نیتروژن به محیط به‌عنوان سناریو بدتر انتخاب شده است.
نتیجه ­گیری: نتایج بی بعد سازی در دو سناریوی مورد مطالعه نشان داد، سناریو 1 (لندفیل) با مقدار (6-)10×2.94 ، کمترین و سناریوی 2 (سوزاندن پسماند) با عدد (5-)10×5.42،  بیشترین اثر تخریبی در محیط زیست را داشته ­اند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of environmental impact of oil refinery industrial sludge disposal process by life cycle assessment approach using CML-Baseline impact assessment model

نویسندگان [English]

  • Hanieh Kazemi moayed 1
  • Mahdi jalili ghazizadeh khayat 2
  • Mostafa Panahi 3
  • Zahra Abedi 4
  • Hamid reza Ghafarzadeh 1

1 Department of Environmental Economics, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University Tehran, Iran

2 Department of Environmental Technologies, Environmental Sciences Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

3 Department of Environmental Economics, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University Tehran, Iran

4 Department of Environmental Economics, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction: The sludge produced in the oil refinery is very harmful due to the significant volume and complexity of the compounds, and its reasonable disposal is very important for environmental protection and sustainable development. During the effluent treatment process in the oil refinery, contaminated industrial sludge containing toxic substances is produced, which contains polyaromatic hydrocarbon compounds and is classified in the group of hazardous wastes.
Material and methods: In this study, the life cycle evaluation of disposal methods in two scenarios of landfill and incineration on industrial sludge of oil refinery in Iran has been investigated. Using life cycle assessment softwareand openLCA with CML-Baseline Impact Assessment Model, different environmental impact categories were examined and using weighting and dimensionless method of each effect class in the two defined scenarios, the best scenario has been identified in terms of the environment.
Results and discussion: The results from 11 categories including acidification, climate change, reduction of abiotic resources, related to both fossil fuels and factors affecting final reserves, toxicity drinking water, seawater, and soil, eutrophication, human poisoning, ozone layer depletion, and photochemical oxidation have been evaluated. The results showed that the least environmental effects on indicators of human and plant species health are related to the landfill scenario. The sludge incineration scenario, which is sent directly to the incinerator, has been selected as the worse scenario with the highest emissions of carbon dioxide, methane and nitrogen oxides into the environment.
Conclusion: The results of dimension lessness in the two studied scenarios showed that Scenario 1 (Landfill) with a value of 2.94 × 10 -6 and Scenario 2 (waste incineration) with a number of 5.42 × 10 -6 had the most and the least destructive effect on the environment, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Life cycle assessment
  • openLCA software
  • CML-Baseline index
  • environmental impact classes
  • industrial sludge of oil refinery
Adu,  G.A. and  Eshu,  J.F., 2014. “Life  Cycle  Assessment  for Environmental  Product  Declaration  of  Tropical African  Mahogany  (Khaya)  Lumber  Produced   in  Ghana”,  International  Tropical  Timber Organization (ITTO).
EMEP-EEA, 2019. Air Pollution Emission Inventory Guidebook. Publications Office of the European Union, Luxembourg.
Cea-Barcia, G., Carrère, H., Steyer, J.P. and Patureau, D., 2013. “Evidence for PAH removal coupled to the first steps of anaerobic digestion in sewage sludge”. International Journal Chemistry Engineering. 2013.
Christensen, N., Batstone, D.J., He, Z., Angelidaki, I. and Schmidt, J.E., 2004. “Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from sewage sludge by anaerobic degradation”. Water Science Technology. 50, 237–244.
Di Noi, C., Ciroth, A. and Srocka, M., 2017, “OpenLCA manual version 1.7”. GreenDelta GmbH, Berlin, Germany.
Fijalkowski, K., Rorat, A., Grobelak, A. and Kacprzak, M.J., 2017. “The presence of contaminations in sewage sludge – The current situation”. Journal Environmental Management. 203, 1126–1136.
Haight M, 2004. “Integrated solid waste management model (Technical report)”.
ISO 14044, 2006. “Environmental Management–Life Cycle Assessment Requirements and guidelines”.
Houilon, G. and Jolliet, O., 2005. “Life cycle assessment of processes for the treatment of wastewater urban sludge: energy and global warming analysis”. Journal of Cleaner Production. 13, 287-299.
International Organization for Standardization (ISO 14040), 2006. “Environmental Management-life Cycle Assessment-general Principles and Framework”.
Goedkoop, M.J., 2015. “Eco-indicator 99, Methodology report”. Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment, Netherlands.
Kazemi Moayed, H., Panahi, M., Jalili Ghazizade, M., Abedi, Z.and Ghaffarzadeh, H., 2020, “Removal of PAH compounds from refinery industrial sludge as hazardous environmental contaminants through anaerobic digestion”. International Journal of Environmental Science and Technology.
Kheiralipour, K., 2021, “Environmental Life cycle assessment”. Elam University Publication.
Kwon, E.E., Lee, T., Ok, Y.S., Tsang, D.C.W., Park, C. and Lee, J., 2018. “Impact of calcium carbonate on pyrolysis of sewage sludge”. Energy 153, 726–731.
Mario, T., Patrizia, B. and Lorenzo, M., 2007. “An environmental LCA of alternative scenarios of urban sewage sludge treatment and disposal”. Journal of Physical Therapy Science. 11, 153-164.
Mulchandani, A. and Westerhoff, P., 2016. “Recovery opportunities for metals and energy from sewage sludges”. Bioresource Technology. 215, 215–226.
Otero, M., Calvo, L.F., Gil, M. V., García, A.I. and Morán, A., 2008. “Co-combustion of different sewage sludge and coal: A non-isothermal thermogravimetric kinetic analysis”. Bioresource Technology. 99, 6311–6319.
Park, J.M., Lee, S.B., Kim, J.P., Kim, M.J., Kwon, O.S. and Jung, D. I.I., 2009. “Behavior of PAHs from sewage sludge incinerators in Korea”. Waste Management. 29, 690–695.
Shahnazary, M., Jalili Ghazizadeh M. and Shahbazi, A., 2017. “Investigation of   Different Alternatives on Municipal Solid Waste Disposal by Using Life Cycle Assessment (LCA) Approach (Case Study: Ramsar)”. Journal of Civil and Environmental Engineering. 47(2), 29-38.
Shamuyarira, K.K. and Gumbo, J.R., 2014. “Assessment of heavy metals in municipal sewage sludge: A case study of Limpopo Province, South Africa”. International Journal Environmental Research and Public Health 11, 2569–2579.
Vahidi, H. and Rastikerdar, A., 2018. “Evaluation of the Life Cycle of Household Waste Management Scenarios in Moderate Iranian Cities; Case Study Sirjan City”. Environmental Energy and Economic Research. 111-121.
Xiao, H. and Liu, K., 2010. “Co-combustion kinetics of sewage sludge with coal and coal gangue under different atmospheres”. Energy Conversion and Management. 51, 1976–1980.
Yang, J., Hao, Y. and Chen, S., 1999. “Application of the life-cycle analysis in the selection of sludge treatment and disposal processes”. Pollution Prevention Technologies. 12, 204-206.