Рациональное использование водных ресурсов - Яковлев С.В.
ISBN 5-06-001825-3
Скачать (прямая ссылка):
¦ Оптимизация параметров замкнутой системы водного хозяйства. Вопросы оптимизации параметров рассмотрим на примере построения системы водного хозяйства промышленного узла, где вода многократно используется в производствах по замкнутому циклу. Для рассмотрения приняты различные варианты схем «безводных» или «маловодных» технологических процессов, условия многократного использования воды в производстве, требова-' ния к сокращению количества и загрязненности образующихся сточных вод, возможность извлечения из стоков ценных компонентов и их утилизации. Для решения поставленной задачи используется методика, позволяющая выбрать наиболее рациональный вариант системы производственного водоснабжения и канализации промышленного узла, расположенного в районе водоисточника с ограниченным дебитом воды и водного объекта с исчерпанной самоочищаюгцей способностью для приема сточных вод.
Определение наиболее эффективного варианта с учетом указанных выше требований является сложной задачей. Для решения такой задачи необходимо унифицировать измерения полезных эффектов (особенно природоохранных) и негативных последствий (ущербов). Критерий, основанный на минимуме приведенных за-? трат, в данном случае приемлем лишь при равновеликих результатах полезного эффекта.
В основу методики оптимизации параметров системы положен количественный критерий, учитывающий комплексный показатель качества функционирования, слагаемые которого помимо технологических учитывают экологические, социологические,, параметры, а также затраты на возведение сооружений и эксплуатацию системы.
Технологические параметры характеризуют способность системы обеспечивать бесперебойно водой требуемого качества все объекты промышленного комплекса, отводить канализационные стоки после надлежащей их очистки и извлекать из них полезную продукцию.
Экологические параметры характеризуют эффективность природоохранных мер, предусматриваемых при возведении системы и направленных на снижение отрицательного воздействия на природу и улучшение ее состояния.
Социологические параметры характеризуют эффективность ин-. женерных и организационно-технических мероприятий, направленных на повышение жизненного уровня населения, прирост национального дохода и др.
Важным этапом в решении этой задачи является отыскание
эффективного варианта решения из числа альтернативных вариантов достижения поставленной цели.
В соответствии с действующей терминологией эффективность решения в данном случае представлена в виде продукции, которая рассматривается как материализованный результат процесса трудовой деятельности, обладающий полезными свойствами, полученный в определенном месте за определенный интервал времени и предназначенный для использования потребителями в целях удовлетворения их потребностей. Количественной характеристикой степени достижения цели при проектировании является полезный результат, представляющий собой полное или частичное достижение определенных технологических,- экономических, экологических и социальных целей, которые ставятся перед системой водного хозяйства. В результате совершенствования технологического оборудования можно уменьшить или полностью устранить подачу* свежей воды для производственных целей и тем самым уменьшить материальный ущерб от недопустимого изъятия свежей воды. В этом случае достигается экономическая и экологическая цель. Оснащение промышленного комплекса безотходной системой водного хозяйства, обеспечивающей локальную ликвидацию загрязнений и их утилизацию, а также исключающей токсическое воздействие на людей, дает социологический эффект.
К затратам отнесены расходы материальных, трудовых и природных ресурсов, а также потери от отрицательных эффектов. При оценке эффективности системы водоснабжения и канализации учитываются капитальные вложения на возведение элементов системы, издержки эксплуатации и потери, обусловленные ущербами от воздействия промышленных стоков, образующихся в результате низкой эффективности системы очистки канализационных стоков.
Система водного хозяйства обладает сложными свойствами, которые характеризуются комплексным показателем качества функционирования
т L \
2 Bfi,-, 2 с. .
(-1 /
где At-— параметр, характеризующий качество функционирования i-ro элемента; щ—коэффициент весомости i-ro ¦ элемента, выраженный в долях единицы 2а;=1; Р/ — коэффициент весомости j-го фактора внешней среды; В/ — параметр, характеризующий влияние /-го фактора внешней среды; Ct — параметр l-й составляющей приведенных затрат.
¦ Проектирований рациональной системы основано на количественных методах оптимизации параметров. При этом устанавливают такие значения параметров и такое изменение их во времени, при которых достигается максимально возможная эффективность.
Математическая модель оптимизации включает целевую функцию и ограничения. Целевая функция представляет собой максимум полезного результата на единицу затрат—минимум народнохозяйственных затрат. Эту зависимость можно представить в виде
