Постановка задачи

Выбор состава сооружений водоподготовки и установление эффективного режима их работы с целью получения очищенной воды требуемого качества по существу явля­ется задачей оптимизации - одной из типовых задач, связанных с текущим назначени­ем режимов обработки воды и планированием деятельности станции на перспективу. К характерным задачам относятся такие как прогноз потребностей в реагентах на задан­ный период времени; прогноз периодов нарушения нормативов; прогноз экстремальных возможностей станции; обоснование реконструкции действующих и строительство но­вых сооружений.

Выделяют задачи двух уровней. Задачи первого уровня относятся к оптимизации технологической схемы водоочистного комплекса, второго - направлены на оптимиза­цию работы отдельных сооружений и установок или механизмов.

При решении задач по оптимизации технологических схем очистки природных вод основными этапами работы являются:

• постановка задачи;
• выбор и обоснование критерия оптимальности (оптимизации);
• выбор управляемых переменных и анализ их влияния на критерий оптимизации;
• учет и анализ ограничений, накладываемых на процесс реальными возможностя­ми и требованиями;
• построение структурной модели оптимизации;
• сбор, анализ и подготовка технологических и экономических данных для статис­тической обработки и получения регрессионных уравнений составляющих процесса;
• построение математических моделей составляющих процесса и формирование основной функции цели;
• нахождение генеральной функции цели для всей технологической цепи.

Постановка оптимизационной задачи по всему водоочистному комплексу форму­лируется следующим образом: для станции, состоящей из нескольких последовательно работающих сооружений, необходимо найти такие оптимальные значения оптимизиру­емых параметров, при которых критерий оптимизации будет минимальный и при этом будут выполняться наложенные ограничения на оптимизационные параметры i-го со­оружения, показатели качества исходной воды выбранного водоисточника и воды, пода­ваемой потребителю.

Различают три основные группы критериев оптимизации:

• технологические (эффект очистки, коэффициент полезного использования объе­ма сооружений и др.);
• термодинамические (коэффициент полезного действия и др.);
• экономические (норма прибыли, норма рентабельности капиталовложений, годо­вые приведенные затраты, чистый дисконтированный доход, внутренняя норма доход­ности, минимальный срок окупаемости и др.).

Выбор критерия оптимизации определяет цель и в значительной степени результаты решения оптимальной задачи. Необходимо учитывать, что технологические критерии не включают всей совокупности факторов, учитываемых при проектировании водоочистных сооружений, а применение термодинамических критериев во многом зависит от полноты информации об энергетических затратах при реализации технологического процесса.

При сравнении вариантов организации производства, эквивалентных по технологи­ческим показателям, предпочтение отдается экономическим критериям, как наиболее универсальным и позволяющим осуществлять комплексную оценку водоочистного про­цесса с учетом технологических, конструктивных и экономических факторов. Экономи­ческие критерии принимают в соответствии с типовыми методиками.

Вернуться к списку