تدوين الگوي مديريت پايدار مصارف آب صنعتي با رويكرد ارزيابي ردپاي آب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

دكتري

ردپاي آب (WF)، يكي از مفاهيمي است كه امروزه باتوجه‌به ويژگي‌هاي آن در مديريت پايدار آب به‌ويژه در بخش مديريت تقاضا بسيار موردتوجه قرار گرفته و به آن ارجاع مي‌شود؛ ردپاي آب، شاخص ميزان استفاده از آب و همچنين معرف ميزان آلايندگي آب به‌صورت مصرف مستقيم و يا غيرمستقيم در توليد يك محصول و يا انجام يك فرايند است كه از طريق تعيين شناسنامه‌اي از نحوه تأمين تا چگونگي مصرف آب در كل چرخه توليد يك محصول توانايي برنامه‌ريزي‌هاي كامل‌تر و جامع‌تر را ممكن مي‌سازد. در اين پژوهش، بر مبناي شاخص فوق‌الذكر مدلي جهت مديريت پايدار آب در نواحي صنعتي ارائه شده است. براي بررسي عملكرد اين ساختار، هم‌زيستي صنعتي زنجيره¬هاي توليد در سه صنعت مختلف شامل صنعت فولاد، كارخانه توليد كنسانتره زغال‌سنگ و نيروگاه حرارتي در استان كرمان موردبررسي قرار گرفت. ابتدا انواع ردپاهاي آب در صنعت موردنظر محاسبه شد. در همين مرحله، فهرست‌هاي زيست‌محيطي، اجتماعي و اقتصادي متناظر با فهرست WF تهيه شدند. در فهرست زيست‌محيطي، راه¬هاي ممكن تأمين نياز آبي با ملاحظه استراتژي¬هاي كاهش، استفاده مجدد و بازچرخاني ليست مي‌شوند. فهرست اجتماعي نيز بر اساس تجميع وزني اثرات زيست‌محيطي بر معيارهاي اجتماعي مانند ايجاد اشتغال، رضايت¬مندي، توزيع عادلانه ثروت و افزايش هم‌زيستي‌ها تهيه شده است. در فهرست اقتصادي نيز، سود و زيان مالي سياست¬هاي آبي ممكن تعيين و ارائه شده است. در مرحله بعد (ارزيابي پايداري)، شاخص¬هاي پايداري در سه بعد توسعه پايدار يعني زيست‌محيطي، اجتماعي و اقتصادي به‌صورت توابعي از ردپاي آب بيان شد. شاخص¬هاي پايداري زيست‌محيطي، اجتماعي و اقتصادي بر اساس مقايسه نسبي WF موجود و WF پايدار گرا (SOWF) ارائه شد. SOWF در يك هم‌زيستي صنعتي به‌عنوان وضعيتي تعريف شد كه در آن كمترين برداشت از منابع آب و كمترين تخليه فاضلاب به محيط زيست اتفاق مي‌افتد. در گام بعدي به بررسي و ارائه راهكارهايي براي مديريت پايدار آب در دو مقياس صنعت واحد (حالت درون‌سازماني) و مقياس صنايع چندگانه (برون و درون‌سازماني) با استفاده از استراتژي¬هاي R مانند كاهش در مصرف، استفاده مجدد و بازچرخاني از طريق مدل بهينه‌سازي پرداخته شد. در حالت اول (مقياس صنعت واحد) از اعمال اقدامات كلان همچنين مدل بهينه‌سازي (حل با الگوريتم ژنتيك NSGA-II) براي كاهش هم‌زمان ردپاهاي آب و هزينه استفاده شد. در حالت دوم يعني مقياس صنايع چندگانه، ارتباطات درون و برون‌سازماني در محدودۀ مرز تعيين شده يك هم‌زيستي صنعتي در نظر گرفته شد. در اين حالت نيز مدل بهينه‌سازي توسعه‌يافته با استفاده از الگوريتم فوق¬الذكر حل شده است. نتايج حالت صنعت واحد نشان داد زنجيره توليد فولاد با اعمال راهكارهاي كاهشي كلان و مدل بهينه‌سازي مي¬توان WF آبي و خاكستري را به ترتيب به ميزان 70 و 100 درصد كاهش داد. در مقياس صنايع چندگانه، مدل بهينه‌سازي توانست 25 درصد ردپاي آب آبي و 90 ردپاي آب خاكستري كل مجموعه هم‌زيستي را كاهش دهد. همچنين مرز پارتو تشكيل گرديد و نتايج حاكي از آن بود كه استراتژي استفاده مجدد از پساب‌هاي صنعتي نسبت به سياست‌هايي همچون استفاده از آب دريا همچنين سياست‌هاي كاهشي مانند استفاده از انرژي خورشيدي از اولويت بيشتري برخوردار بوده است.

235718

مهندسي و مديريت منابع آب

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان