МОДЕЛЬ ОПТИМАЛЬНОГО ВЫБОРА СИСТЕМЫ ВОДООЧИСТКИ  НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Юлия Михайловна Аверина

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

Authors

Yulia M. Averina D. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia https://orcid.org/0000-0002-9475-2953 (unauthenticated)

DOI:

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

Keywords:

water treatment, mathematical model, electronics industry, optimization, multi-criteria problem, objective function, technical water, environmental safety

Abstract

The article presents a mathematical model for the optimal selection of water treatment systems at electronics manufacturing enterprises. The relevance of the study is due to the increasing environmental impact on water resources in the context of industrial growth and the need to control water parameters both at the entrance to the production cycle and when discharged into water bodies. This problem is particularly significant in the context of the current state policy of import substitution and the development of the domestic electronics industry. A multi-criteria optimization model has been developed that takes into account the characteristics of the enterprise, its geographical location, technical water quality requirements, and wastewater parameters. The scientific novelty of the research lies in a comprehensive approach to the optimization of water treatment systems, taking into account both the input and output parameters of water treatment, which allows for a closed water cycle at the enterprise. Target selection functions are proposed for the input and output water treatment systems, including treatment efficiency according to various indicators and economic criteria. The system of constraints takes into account regulatory requirements for water, the technological capabilities of equipment, and economic factors. The developed model allows optimizing the selection of technological solutions, taking into account the regional characteristics of water sources and the specifics of a par ticular production. An example of the implementation of the model for an electronics industry enterprise is presented.

Author Biography

Yulia M. Averina, D. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Logistics and Economic Informatics

References

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.