توصيفگر ها :
ردپاهاي آب , شاخصهاي پايداري زيستمحيطي، اجتماعي و اقتصادي , همزيستي صنعتي , استراتژيهاي R
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
Water footprint (WF) is one of the concepts that is currently receiving a lot of attention and reference due to its characteristics in sustainable water management, especially in the demand management sector; Water footprint is an indicator of the amount of water use and also an indicator of the amount of water pollution in the form of direct or indirect consumption in the production of a product or carrying out a process, which enables more complete and comprehensive planning by determining an identity from the way water is supplied to how it is consumed in the entire production cycle of a product. In this study, a model for sustainable water management in industrial areas is presented based on the aforementioned indicator. To examine the performance of this structure, the industrial coexistence of production chains in three different industries, including the steel industry, a coal concentrate production plant, and a thermal power plant in Kerman province, was examined. First, the types of water footprints in the industry in question were calculated. At this stage, environmental, social, and economic lists corresponding to the WF list were prepared. In the environmental list, possible ways to meet water needs are listed, considering reduction, reuse and recycling strategies. The social list is also prepared based on the weighted aggregation of environmental impacts on social criteria such as job creation, satisfaction, equitable distribution of wealth and increased coexistence. In the economic list, the financial benefits and losses of possible water policies are determined and presented. In the next stage (sustainability assessment), sustainability indicators in the three dimensions of sustainable development, namely environmental, social and economic, were expressed as functions of the water footprint. Environmental, social and economic sustainability indicators were presented based on a relative comparison of the existing WF and the sustainable WF (SOWF). SOWF in an industrial coexistence was defined as a situation in which the least withdrawal from water resources and the least discharge of wastewater into the environment occurs. In the next step, solutions for sustainable water management were examined and presented at two scales: single industry (intra-organizational mode) and multiple industry (external and intra-organizational) using R strategies such as reduction in consumption, reuse and recycling through an optimization model. In the first case (single industry scale), macro measures were applied and the optimization model (solved with the NSGA-II genetic algorithm) was used to simultaneously reduce water footprints and costs. In the second case, i.e., multiple industry scale, intra- and extra-organizational communications were considered within the defined boundary of an industrial symbiosis. In this case, the developed optimization model was also solved using the aforementioned algorithm. The results of the single industry mode showed that the steel production chain can reduce blue and gray WF by 70 and 100 percent, respectively, by applying macro reduction strategies and the optimization model. At the multi-industry scale, the optimization model was able to reduce the blue water footprint and the grey water footprint of the entire symbiosis by 25% and 90%, respectively. The Pareto frontier was also formed, and the results indicated that the industrial wastewater reuse strategy had a higher priority than policies such as seawater use, as well as mitigation policies such as solar energy use.