Ecologically Inspired Water Network Optimization of Steel Manufacture Using Constructed Wetlands as a Wastewater Treatment Process

مدل های بهینه سازی سنتی اغلب فاقد یک دیدگاه در سطح سیستم در مفهوم، که کارآیی آنها را محدود می کند. گسترش مرزهای سیستم به دانشمندان و مهندسین اجازه می دهد که دقیق تر تعاملات پیچیده را به کار گیرند، که منجر به افزایش کارایی و سودآوری در سیستم های صنعتی می شود. سیستم های زیست محیطی برای میلیاردها سال در شرایط کمبود مواد و انرژی تکامل یافته اند و اکولوژیست ها ابزار و معیارهای تجزیه و تحلیل را برای شناسایی اصول مهم تعریف کرده اند. این اصول ممکن است چارچوبی برای دور زدن محدودیت های تکنیک های بهینه سازی سنتی ارائه دهند. به طور خاص، با استخدام نقش های عملکردی که اغلب در سیستم های اکولوژیکی یافت می شود، اما در سیستم های صنعتی غایب هستند، صنایع می توانند بهتر از سیستم های طبیعی سازماندهی شوند. هدف از این تجزیه و تحلیل این است که به طور سنتی فرآیند تولید را با مقایسه مدل با ارزیابی عملکرد اکولوژیکی و منابع، به منظور تجدید ساختن مدل با افزودن نقش های مهم کارکردی که در سراسر طبیعت یافت می شود، بهینه سازی کنیم. شرکای صنعتی داده های مربوط به این تجزیه و تحلیل را ارائه دادند که شامل ایجاد شبکه آب برای تاسیسات تولید فولاد موجود در چین بود. نتایج مدل بهینه سازی سنتی نشان دهنده کاهش 23٪، 29٪ و 20٪ در مصرف آب شیرین، تخلیه فاضلاب و هزینه کل سالانه است. با این حال، مدل بهینه سازی الهام بخش ما، به ترتیب، 21٪ و 25٪ کاهش مصرف آب شیرین و هزینه کل سالانه را به همراه می آورد. علاوه بر این، بدون آب تخلیه می شود. این نتایج نشان می دهد که این روش غیر متعارف برای بهینه سازی می تواند یک تکنیک موثر باشد که توسط الگوریتم های موجود برای حل مشکل چالش برای پیگیری سیستم های صنعتی پایدارتر ارائه نشده است.