Многопараметрическая оптимизация в системах очистки городских сточных вод

• Автор: Кривошеев, Герман Григорьевич
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 391 с. : ил.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КРИВОШЕЕВ ГЕРМАН ГРИГОРЬЕВИЧ
МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ В СИСТЕМАХ ОЧИСТКИ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ вод
Специальность 05.23.04 - водоснабжение, канализация,
строительные системы охраны водных ресурсов
Научный консультант: М.И.Алексеев, д.т.н., проф., член-корр. РААСН
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук
Санкт-Петербург

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОПТИМАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЕЕ РЕШЕНИЯ
1.1. Водопользование городов как объективный фактор антропогенного воздействия на экосистему водных объектов
1.2. Состояние проблемы оптимального проектирования и эксплуатации систем водопотребления и водоотведения
1.3. Предмет диссертации и методологические принципы формулирования и решения задачи оптимального проектирования и эксплуатации систем водопользования городов
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И НАУЧНОЕ
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАК
ВАЖНЕЙШЕГО ФАКТОРА ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
2.1. Разработка методологических принципов научного обоснования и прогнозирования расходных характеристик (норм водопользования и расчетных расходов)
2.2. Анализ абонентных данных и объектов исследований
2.3. Натурные исследования фактических норм водопользования и их инженерное обеспечение
2.4. Расчет и построение теоретических обеспеченностей. Опре-

деление научно обоснованных норм водопользования
Глава 3. ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ СИСТЕМ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ С УЧЕТОМ ОХРАНЫ ВОДОЕМОВ ОТ
ЗАГРЯЗНЕНИЙ
3 Л. Многоуровневая задача размещения систем водопользования населенных пунктов
3.2. Оптимальное размещение систем водопользования с учетом двух комплексов ограничений по ПДК (ПДС)
3.3. Эколого-экономические модели размещения систем водопользования и алгоритмы их решения
3.4. Связь зоны загрязнения водотока и концентрации допустимого сброса загрязнения
3.5. Учет ограничений и построение материальных балансов для них по фоновым, естественным и антропогенным концентрациям
3.6. Сравнительный анализ методов расчета необходимой степени очистки для одного участка с использованием коэффициентов смешения
3.7. Системный анализ и учет множества выпусков сточных вод как ограничений
Глава 4. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ
ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ОТДЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ
4.1. Анализ параметров и схем оптимизации
4.2. Разработка моделей конструкторско-технологического опти-

либо одновременного глобального охвата множества сооружений, например, по очистке стоков да еще в связи с проектированием каких-либо производств, ожидать трудно. Значит ли это, что нет научной и практической чрезвычайно важной проблемы оптимизации сооружений водопользования как самостоятельной отрасли производства? Конечно, нет. Следует со всей очевидностью разделять возможные подходы к решению данной проблемы охраны окружающей среды, рассматривать их иерархически [53, 207], что и учитывается, в частности, автором в данной работе.
Оптимальные исследования широко внедрились в сферу жизнедеятельности человека. Получаемые результаты и эффективность внедрения методов оптимизации не вызывает сомнения в необходимости их дальнейшей разработки и внедрении [93, 314]. Тем не менее, приведем некоторые известные результаты экономической эффективности в водоснабжении и водоотведении. Так, по данным Койды Н.У. [114], только за счет оптимизации диаметров напорных труб сети можно добиться экономии приведенной стоимости в несколько процентов, а при оптимизации всей сети всегда можно найти решение, существенно снижающее общие приведенные затраты. Подобные же оценки можно сделать по работам Дикаревского В.С., Таубина А.П., Федорова Н.Ф., Калицуна В.И., Алексеева М.И., Дмитриева В.Д. [8, 9, 65, 91, 95, 257 ]. По данным Ермолина Ю.А. и Скрябина Л.Ф. [74], оптимизация транспортировки сточных вод приводит к 15-20 % годовому экономическому эффекту в сравнении с вложенными средствами на техническую модернизацию и сроку окупаемости в 2.6 года. По данным Евилевича М.А. и Брагинского Л.Н. [73], сравнение нескольких вариантов позволяет достичь экономического эффекта при биохимической очистке 20 % и выше. По исследованиям автора и Коваленко В.П. [107, 121], при оптимизации высоконагружаемых биофильтров экономический эффект в среднем равен 50-60 %, при оптимизации аэрационных сооружений - 15-25 %. Использование симплекс-метода при заготовке деталей из листовых материалов [43] дает экономию в 10-15 %.