МОДЕЛЬ ОПТИМАЛЬНОГО ВЫБОРА СИСТЕМЫ ВОДООЧИСТКИ  НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Юлия Михайловна Аверина

doi:10.17308/sait/1995-5499/2025/4/34-46

Юлия Михайловна Аверина Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева https://orcid.org/0000-0002-9475-2953

DOI: https://doi.org/10.17308/sait/1995-5499/2025/4/34-46

Ключевые слова: водоочистка, математическая модель, электронная промышленность, оптимизация, многокритериальная задача, целевая функция, техническая вода, экологическая безопасность

Аннотация

В статье представлена математическая модель оптимального выбора систе мы водоочистки на предприятиях электронной промышленности. Актуальность исследования обусловлена возрастающей экологической нагрузкой на водную среду в условиях промышленного роста и необходимостью контроля параметров воды как на входе производственного цикла, так и при сбросе в водоёмы. Особую значимость данная проблема приобретает в контексте современной государственной политики импортозамещения и развития отечественной электронной промышленности. Разработана многокритериальная модель оптимизации, учитывающая характеристики предприятия, географическое расположение, требования к качеству технической воды и параметры сточных вод. Научная новизна исследования заключается в комплексном подходе к оптимизации систем водоочистки, учитывающем как входные, так и выходные параметры водоподготовки, что позволяет обеспечить замкнутый цикл водопользования на предприятии. Предложены целевые функции выбора для входной и выходной систем водоочистки, включающие эффективность очистки по различным показателям и экономические критерии. Система ограничений учитывает нормативные требования к воде, технологические возможности оборудования и экономические факторы. Разработанная модель позволяет оптимизировать выбор технологических решений с учетом региональных особенностей водоисточников и специфики конкретного производства. Представлен пример реализации модели для предприятия электронной промышленности среднего масштаба, расположенного в Западной Сибири, с учетом особых требований к ультрачистой воде и специфики очистки промышленных стоков. Практическая значимость результатов заключается в возможности их непосредственного применения при проектировании систем водоочистки на предприятиях электронной промышленности, а также адаптации разработанной модели для других отраслей промышленности.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биография автора

Юлия Михайловна Аверина, Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

канд. тех. наук, доцент., заведующий кафедрой логистики и экономической информатики

Литература

Орлов С. П. Разработка экспертной системы в составе интеллектуальной системы поддержки принятия решений в области водоподготовки и водоочистки природных вод / С. П. Орлов, А. В. Чуваков, Д. А. Нечаев // Современные наукоёмкие технологии. – 2010. – № 5. – С. 44–51.

Боронина Л. В. Выбор оптимальных технологических схем очистки воды на основе программного комплекса «SupWater» / Л. В. Боронина, П. Н. Садчиков //Вестник Самарского государственного архитектурно-строительного университета. – 2013. – № S4 (13). – С. 15–18. DOI: 10.17673/Vestnik.2013.S4.4.

Стукалин А. В. Системный анализ двухступенчатой технологической схемы очистки воды / А. В. Стукалин, О. М. Шикульская, А. Ф. Сокольский // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. – 2023. – №3(45). – С. 109–114. DOI: 10.52684/2312-3702-2023-453-109-114.

Абуова Г. Б. Разработка системы поддержки принятия решений по выбору технологий очистки поверхностных природных вод / Г. Б. Абуова, М. И. Шикульский, О. М. Шикульская // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. – 2023. – №4(46). – С. 115–121. DOI: 10.52684/2312-3702-2023-464-115-121.

Development of a decision support system for the selection of wastewater treatment technologies / Ullah A. [et al.] //Science of The Total Environment. – 2020. – Vol. 731. – P. 139–158. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139158.

Multi-criteria methodology for selection of wastewater treatment systems with economic, social, technical and environmental aspects / Lizot M. [et al.] // Environment, Development and Sustainability. – 2021. – Vol. 23. – P. 9827–9851. DOI: 10.1007/s10668-020-00906-8.

Классификаторы технологий очистки природных вод / Журба Н.Г. [и др.]. – М. : НИИ ВОДГЕО, 2015. – 118 с.

Ермоленко Б. В. Оптимизация процесса выбора технологий и оборудования для очистки сточных вод гальванического производства / Б. В. Ермоленко, Е. Н. Кузин // Известия высших учебных заведений. Серия Химия и химическая технология. – 2024. – Т. 67, № 2. – С. 111–118. DOI: 10.6060/ivkkt.20246702.6913.

Разработка компьютерной модели технологической схемы водоподготовки и водоочистки при получении метанола из природного газа / Ф. С. Советин [и др.] // Успехи в химии и химической технологии. – 2023. – Т. 37, №11(273). – С. 41–43.

Optimal selection of Iron and Steel wastewater treatment technology using integrated multi-criteria decision-making techniques and fuzzy logic / M. Mahjouri [et al.] // Process Safety and Environmental Protection. – 2017. –Vol. 107. – P. 54–68. DOI: 10.1016/j.psep.2017.01.016.

Selection of the Most Feasible Wastewater Treatment Technology in Pakistan Using Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) / Y. Ali, H. Pervez, J. Khan // Water Conserv Science. – 2020. – Vol. 5. – P. 199–213. DOI: 10.1007/s41101-020-00094-6.

Qiao J. F. [et al.] Adaptive fuzzy neural network control of wastewater treatment process with multiobjective operation // Neurocomputing. – 2018. – Vol. 275. – P. 383–393. DOI: 10.1016/j.neucom.2017.08.059.

MADM method considering attribute aspirations with an application to selection of wastewater treatment technologies / G.-X. Qiao [et al.] // Kybernetes. – 2015. – Vol. 44, № 5. – P. 739–756. DOI: 10.1108/K-07-2014-0161.

Arroyo P. Selecting appropriate wastewater treatment technologies using a choosing-by-advantages approach / O. Arroyo, M. Molinos-Senante // Science of the Total Environment. – 2018. – Vol. 625. – P. 819–827. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.12.331.

Jawad J. Artificial neural network modeling of wastewater treatment and desalination using membrane processes: A review / J. Jaward, A. H. Hawari, S. J. Zaidi // Chemical Engineering Journal. – 2021. – Т. 419. – С.1–21. DOI: 10.1016/j.cej.2021.129540.

Федеральный закон от 7 декабря 2011 г. № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» (с изм. и доп.).

Комaровa Л. Ф. Комплексное использование водных ресурсов : учебник / Л. Ф. Комaровa, В. A. Сомин. – Барнаул : Издво АлтГТУ, 2024. – 119 с.

A database of water chemistry in eastern Siberian rivers / L. Shiqi [et al.] // Scientific data. – 2022. – Vol. 9 (737). – P. 1–11. DOI: 10.1038/s41597-022-01844-y.

Моделирование состава сточных вод, поступающих на очистные сооружения / К. Р. Таранцева [и др.] // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В. Г. Белинского. – 2011. – № 26. – С. 677–681.

Гагарина О. В. О сезонных изменениях качества вод ижевского пруда / О. В. Гагарина, М. М. Прокашев, В. В. Плеханова // Вестник удмуртского университета. Серия: Биология. Наука о земле. – 2018. – Т. 28, № 2. – С. 147-155.

Янин Е. П. Влияние весеннего половодья на техногенную поставку и распределение химических элементов в речных водах / Е. П. Янин // Экологическая экспертиза. – 2020. – № 5. – С. 2–11. DOI: 10.36535/08691010-2020-05-1.

Кожевникова Н. К. Состав почвенных вод горно-лесных ландшафтов верхней уссури и оценка выноса химических элементов / Н. К, Кожевникова, А. Г. Болдескул, Т. Н. Луценко // Биота и среда природных территорий. – 2023. – Т. 11, № 2. – С. 62–74. DOI: 10.25221/2782-1978_2023_2_4.

Постановление Правительства РФ от 29 июля 2013 г. №644н «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации (с изменениями и дополнениями»).

ОСТ 103.031.08-35 Требования к качеству воды для электронной промышленности.

Марков М. Л. Региональные особенности эколого-геохимического состояния поверхностных водных объектов в таёжной зоне Западной Сибири / М. Л. Марков, Г. М. Потапова, О. В. Задонская // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331, № 34. – С. 7–15. DOI: 10.18799/24131830/2020/4/2589.

Савичев О. Г. Фоновые концентрации веществ в речных водах таёжной зоны Западной Сибири / О. Г. Савичев // Вестник Томского государственного университета. – 2010. – № 334. – С. 169–175.