کمینه‌سازی آب و فاضلاب در یک صنعت پتروشیمی از طریق برنامه‌نویسی ریاضی

صنایع پتروشیمی در عملیات خود از جمله تقطیر، استخراج، فرآیند شستشو و سیستم‌های خنک‌کننده تقاضای آب زیادی دارند. در این مقاله به حداقل سازی آب و فاضلاب در فرآیند تولید یک صنعت پتروشیمی برزیلی با استفاده از انتگرال گیری از طریق برنامه‌ریزی ریاضی پرداخته شده‌است. این تحقیق یک مطالعه موردی است که در مقیاس صنعتی با استفاده از داده یک کارخانه پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. گزینه‌های جانشین برای استفاده مجدد آب با تحلیل فرآیندهای تولید آب و فاضلاب با استفاده از یک سوپر ساختار و یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی غیر خطی ارزیابی شدند. غلظت اکسیژن شیمیایی در پساب به عنوان عامل محدود کننده در نظر گرفته شد. جایگزین‌های یافت‌شده در این مطالعه می‌تواند به کل اقتصاد ۲۸۰۳۲۰مترمکعب / سال آب و ۲۳۶،۵۲۰ مترمکعب/ سال فاضلاب منجر شود که دیگر تولید نمی‌شود. این حجم به اندازه کافی برای یک سال ۴۶۲۶ ساکنان را تامین خواهد کرد، با توجه به متوسط مصرف سرانه آب در برزیل که ۱۶۶ لیتر سرانه در روز است. با استفاده از این فرآیند، مزایای بالقوه می‌تواند با استفاده مجدد آب حاصل شود.

Petrochemical industries have large water demands in their operations, such as distillation, extraction, washing processes and cooling systems. The present work discusses water and wastewater minimization in the production process of a Brazilian petrochemical industry, applying mass integration via mathematical programming. This research is a case study applied in industrial scale, using data from a petrochemical plant. Alternatives for water reuse were evaluated by analyzing water consumption and wastewater generation processes by using a superstructure and a nonlinear mathematical programming model. The concentration of chemical oxygen demand in effluents was considered as a limiting factor. The alternatives found in this study could lead to total economy of 280,320 m 3 /y of water, and 236,520 m 3 /y of wastewater that would no longer be generated. This volume would sufficiently supply 4626 inhabitants for one year, considering the average water consumption per capita in Brazil, wh