АЛГОРИТМ КВОТИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ НА ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ ДЛЯ ОАО «ГРУППА ИЛИМ» В Г. КОРЯЖМА

ALGORITHM OF QUOTING OF LOAD OF A WATER OBJECT FOR KORYAZHMA BRANCH

Alexander  Shishkin

сand.Tech.Sci. professor of department of environmental protection and rational use of natural resources of St. Petersburg State University of industrial technologies and design, the founder and the research supervisor of laboratory of ecological regulation and the scientific and pedagogical school "Forecasting and Ecological Regulation of Load of Natural Ecosystems" included in the register of Committee on science and the higher school of St. Petersburg,

Russia,  St. Petersburg

Andrey  Epifanov

сand.Tech.Sci., Associate professor of environmental protection and rational use of natural resources of St. Petersburg State University of industrial technologies and design,

Russia, St. Petersburg

Marina Epifanova

graduate student of department of environmental protection and rational use of natural resources of St. Petersburg State University of industrial technologies and design,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

Разработана методика оптимизации распределения нагрузки между водовыпусками. Описан алгоритм квотирования нагрузки. Представлены результаты математического моделирования распространения загрязняющих веществ от двух водовыпусков филиала ОАО «Группа Илим» в г. Коряжма при фактических параметрах сброса и с учетом оптимизации параметров сброса сточных вод.

ABSTRACT

The technique of optimization of distribution of loading between water outlets is developed. The algorithm of quoting of loading is described. Results of mathematical modeling of distribution of pollutants from two water outlets of Koryazhma Branch are presented at the actual parameters of dumping and taking into account optimization of parameters of dumping of sewage.

Ключевые слова: нормативы допустимого воздействия, нормативы допустимого сброса, загрязняющие вещества, квотирование антропогенной нагрузки, математическое моделирование.

Keywords: standards of admissible influence, standards of admissible dumping, pollutants, quoting of loading, quoting of anthropogenous loading, mathematical modeling.

Цель исследования: Разработка алгоритма оптимизации сброса сточных вод для филиала ОАО «Группа Илим» в г. Коряжма.

Допустимая антропогенная нагрузка предприятий на водные объекты определяется на основе расчета индивидуальных нормативов допустимого сброса, устанавливаемых исходя из не превышения заданных концентраций в контрольных створах.

Сокращение негативного влияние сточных вод на водные объекты возможно за счёт оптимизации параметров сброса. Одним из вариантов является перераспределение нагрузки между водовыпусками.

В основе оптимизации лежит математическое моделировании переноса загрязняющих веществ при различных параметрах сбросов (рис.1).

Рисунок 1. Алгоритма оптимизации нагрузки на водный объект

В качестве целевых показателей предложено принимать значение максимальной концентрации загрязняющего вещества в контрольном створе не более 2 ПДК, что соответствует низкому уровню загрязнения водного объекта. Масса сброса загрязняющих веществ (НДС_i) не должна быть меньше массы сброса соответствующей наилучшим доступным технологиям.

Математическое моделирования осуществляется на основе решения ряда дифференциальных уравнений однородной изотропной диффузии  КДП и ПВ с учетом процессов самоочищения. При моделировании были определены объемы загрязненной воды в водном объекте при перераспределении объемов сточных вод и масс загрязняющих веществ между водовыпусками. Основные исходные данные для моделирования и оптимизации представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Показатели сброса сточных вод

На рисунке 2 представлено поле распространения лигнолульфонатов с учетом оптимизации. Максимальная концентрация в воде в месте сброса достигает 16 мг/л. Пятно распространяется на 7,5 км.

Рисунок 2. Распределение концентрации лигносульфонатов

Результаты оптимизации сбросов взвешенных веществ и лигносульфонатов от ОАО «Группа Илим» в г. Коряжма представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 Изменение объемов загрязненной воды с учетом оптимизации

Выводы и практическое применение: Был разработан алгоритм оптимизации нагрузки между водовыпусками Филиала ОАО «Группа Илим» в г. Коряжма с целью минимизации нагрузки на реку Вычегда. При рассчитанном оптимальном сбросе объем загрязненной лигносульфонатами воды сократился на 7% , а взвешенными веществами на 5%.

Предложенный алгоритм оптимизации антропогенной нагрузки на водные объекты, может быть использован на предприятиях, имеющих несколько выпусков сточных вод.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Список литературы:

1. Архипов Б.В. Моделирование турбулентного рассеивания загрязняющих веществ в морской среде /, В.Н. Котеров, В.В. Солбаков, Д.А. Шапочкин. - М. : ВЦ РАН, 2005. - 52 с. : ил. - (Сообщения по прикладной математике). – Библиогр.: с. 50-52.
2. Епифанов А.В, Епифанова М.А., Шишкин А. И Гармонизация норм НДС и НДВ в рамках бассейновых СКИОВО на основе ГИС технологий// Сборник материалов XVIIМеждународного экологического форума "День Балтийского моря", СПб, ООО "Свое издательство", 2016, с. 166-167
3. Жильникова Н.А., Шишкин А.И., Епифанов А.В., Епифанова М.А. Алгоритм управления перераспределением техногенной нагрузки для территориальных природно-технических комплексов на основе геоинформационных систем// Информационно-управляющие системы. 2017. № 1. С. 93-101.
4. Марчук Г.И. математическое моделирование в проблеме окружающей среды – М.: Наука, 1982. – 320 с. Михайлов С.А. Диффузное загрязнение водных экосистем. Методы оценки и математические модели: Аналитический обзор/СО РАН. ГПНТБ. Ин-т водных и экологических проблем. – Барнаул: День, 2000. – 130 с.
5. Михайлов С.А. Диффузное загрязнение водных экосистем. Методы оценки и математические модели: Аналитический обзор/СО РАН. ГПНТБ. Ин-т водных и экологических проблем. – Барнаул: День, 2000. – 130 с.
6. Перекальский В. М. Математическая модель распространения загрязняющих веществ в водном объекте / В. М. Перекальский, Н. Н. Абрамов // Вода: химия и экология. – 2012. – № 4. – С. 21-25.
7. Приказ МПР РФ от 12.12.2007 N 328 "Об утверждении Методических указаний по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты"
8. Приказ № 333 МПР России от 17.12.2007г «Об утверждении Методики разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей» .
9. Shishkin A., Shishkin I., Epifanov A., Epifanova M., Kyshnerov A., Stroganova M. Functional model for engineering protection of water bodies in different types of technology-related impact// 2nd International Integrated Conference & Concert on Convergence, August 7- 14, 2016, Saint Petersburg University of Industrial Technologies and Design, Saint Petersburg, Russia, 200-203