ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Немтинов В.А., Немтинова Ю.В. (ТГТУ, гТамбов, РФ)
Рост промышленного производства неотвратимо влечет увеличение его влияния на окружающую природную среду. Для оценки этого влияния должны использоваться методики, позволяющие оценить проект промышленного химического предприятия, строительство которого может вестись в местах с различными природными условиями.
Оценка воздействия проектируемых химических производств (ПХП) на окружающую среду должна учитываться на этапе предпроектной проработки при анализе целесообразности его реализации. Это позволит усовершенствовать процесс проектирования и выработать альтернативные варианты размещения предприятия, технологических процессов основных производств и производств по утилизации отходов, а также выявить и оценить последствия реализации каждого альтернативного варианта на окружающую среду в целом. Разработка альтернативных вариантов и определение потенциальных последствий каждого из них будут способствовать выработке оптимальных решений. Кроме того, оценка воздействия на окружающую среду дает возможность модифицировать проект при минимальных расходах. При выработке решений необходимо учитывать структуру местного населения, его динамику, технологическую структуру производства и потребления продукции и т.д.
Решение задач по выбору технологических процессов основных ПХП и утилизации их отходов, а также района их размещения в значительной мере предопределяет качество по смежным частям проекта. При рассмотрении задачи размещения ПХП одновременно с экономических и экологических позиций возникает необходимость погружения ее в общий класс задач оптимизации природно-промышленных систем (ППС). ППС назовем множество объектов отраслей промышленного производства и объектов природной среды, образующих единую технико-экономическую и экологическую структуру рассматриваемого района, упорядоченно взаимодействующих друг с другом в процессах обмена информацией, потребления материально-энергетических ресурсов и переработки отходов.
Решение задачи оптимального размещения объектов ПХП должно базироваться на принципах и методах определения экономической и социальной эффективности химических производств, в полной мере учитывающих эколого-экономические и эколого-социальные последствия их деятельности. В связи с этим нами были сформулированы следующие новые научные принципы, положенные в основу методики автоматизированного размещения ПХП: комплексного исследования задачи размещения ПХП на расширенном пространстве переменных состояния ППС; приоритета экологических закономерностей развития ППС перед технико-экономическими на этапе формализации задачи размещения ПХП; гарантированной экологической безопасности принимаемых решений.
В работе ПХП рассматривается как объекты, входящие в состав ППС. В ППС, помимо производств получения целевой продукции, входят очистные сооружения по утилизации отходов основных производств и компоненты окружающей среды. В формализованном виде задача заключается в поиске минимума целевой функции - суммы приведенных затрат и экономического ущерба от загрязнения окружающей среды, при ограничениях на экологическую безопасность, выполнении санитарно-экологических ограничений и уравнений связи, представляющих математические модели вариантов структурных схем технологических процессов получения основных продуктов, а также очистки сточных вод и газовых выбросов.
Данная задача относится в классу задач целочисленного программирования с вероятностными ограничениями. Ее решение в общем виде осложняется высокой размерностью пространства переменных состояния ППС, сложностью построения математических моделей распространения примесей в воде, воздухе и / или почве, изменения численности растительных и живых организмов и т.д. Поэтому, для практического решения задачи размещения ПХП заменим ее последовательным рассмотрением двух подзадач меньшей размерности, имеющих самостоятельное значение на этапах предпроектной проработки и создания рабочего проекта: выбора варианта технологических процессов получения целевой продукции и района размещения; выбора варианта технологических процессов утилизации отходов ПХП и определения их аппаратурного оформления.
При решении задач используется среда программирования геоинформационной системы Arcinfo, позволяющей в удобной для пользователей форме представить результаты.