具有双出口再生单元再生循环水网络的优化

污水循环回用,提高污水的重复利用率,是实现节水优化的有效途径。再生后浓度是影响污水回用再生系统新鲜水用量、操作费用的关键因素。随着处理深度的增加,再生水的水质不断上升,可匹配的水阱增加,但污水的回用成本不断上涨,再生率也相应下降,可回用水量减少。本文提出双出口再生单元再生后浓度与再生率、回用成本关系的关联模型,并求解具体的案例说明具有双出口再生单元再生循环水网络的优化设计步骤。采用改进的问题表法,确定不同再生后浓度下具有双出口再生单元再生循环水网络的目标值。综合考虑新鲜水量和操作成本,确定最优再生后浓度,并对水网络进行优化。计算实例表明,本文建立的方法是可行的。工业实例分析,石化企业雨排水处理回收利用项目考虑了再生率与再生后浓度关系,比较两种方案的节水量,以便指导方案的选择。     

多组分用水网络的整体优化设计策略

针对较复杂的多组分用水过程,提出了基于序贯操作模型的整体优化设计策略对于一个给定的操作序列,假定排在操作i之前的所有操作的出口水流都是操作i的水源,在此前提下建立了多组分用水过程的序贯操作模型.这样,多组分用水网络的设计问题可表达为一个双层优化的非线性规划,内层用来寻找给定操作序列情况下的最优解,外层则是在所有可能的操作序列中搜索最优序列.通过对一个例子进行求解,说明了所提出的新方法.     

考虑热集成的用水网络优化

提出了新的同时考虑间接传热和混合传热的热集成转运模型,并与用水网络超结构NLP模型结合以求取ΔTmin＝0℃时用水网络的公用工程目标。新转运模型与以往的模型相比变量数和约束方程数都大大减少。进一步,针对现有综合方法ΔTmin不可调的局限性,采用改进的换热网络转运模型,提出了区分处理混合传热和间接传热的综合方法。该方法不仅可以得到优化的公用工程费用和换热匹配数,而且与传统的方法相比可以调整ΔTmin,得到更合理的换热网络结构。算例表明,结合新转运模型的NLP模型与结合改进转运模型的综合方法都要优于以往的模型和方法。     

间歇过程单杂质用水网络设计

提出了一种利用时间-纯度两维用水图进行用水网络设计的方法,分别提出了无中间储罐和有中间储罐的设计规则。该方法把水的纯度作为一维,把时间作为另一维,从而更好地同时描述间歇用水过程的时间特性和杂质特性。它首先通过水级联分析技术确定间歇过程用水网络的夹点及最小公用工程,然后利用时间-纯度图和设计规则来合成用水网络,对有储罐的情况,确定了储罐的数量与容量,最后利用时间-水网络图描述了所合成的最优间歇过程用水网络,并探讨了用水过程流量对网络的影响。通过文献实例计算,表明该方法简单、直观、有效。     

含再生再利用的用水系统的最小新鲜水和相应的再生水用量的确定

A sequential three-step programming method is proposed for determining the minimum flowrate of fresh water and corresponding regenerated water in water-using system of single contaminant with regeneration reuse.In step 1, a programming with the objective of min fws is used to determine the minimum flowrate of fresh water,in which the mathematical representation is a mixed integer nonlinear programming (MINLP1). Then under the same constraints with step 1, a programming with the objective of min freg in step 2 and a programming with the objective of rain Cr in step 3 are subsequently used to determine the minimum flowrate of regenerated water and the minimum inlet concentration to regeneration process corresponding to the minimum flowrate of fresh water based on step 1. The method is easy to apply because we only need to change the objective function but keep the constraints constant to go along the following steps after step 1. In addition, the relationship between the fresh water flowrate required, fws, and inlet concentration to regeneration process, Cr, is investigated. It is found that there exist three relationships between fws and Cr, which indicate three possibilities for Cb: below the pinch, above the pinch or at the pinch. Therefore, a new conclusion is drawn, which differs from that “regeneration of water at pinch minimizes fresh water flowrate“ derived in literature and indicates that in some cases, regeneration at other point also minimizes fresh water flowrate.     

单杂质间歇过程用水网络优化

对间歇化工过程用水网络优化提出了基于非线性规划的优化设计方法。该方法采用一个中间贮罐用来接收各单元操作的排水,增加各单元操作之间的水再利用机会。对所有单元操作按照排水时间从早到晚进行排序,只有排在前面的操作才提供给后面的操作用水,结合其他的简化规则,构造了用水网络超结构。该超结构的数学模型为一组非线性方程,利用GAMS软件进行求解,得到各个周期的最小新鲜水量和最优的用水网络结构。实例计算结果表明,该方法可行。     

间歇用水系统中废水回用与集中再生处理的调度优化设计方法

针对间歇用水系统建立了废水回用与废水集中再生处理协调运行和调度优化的数学规划设计模型。在多周期运行条件下,以保证循环周期中水系统最优运行为目标,提出了消除不同操作周期下储罐中水量和浓度波动的多周期反算求解策略,并确定了多周期操作下优化的用水网络。通过单杂质间歇用水系统实例阐明了所提出方法的有效性,为具有废水集中再生处理的间歇用水系统从启动到稳定的多周期操作和设计提供依据。     

基于线性规划的单杂质间歇过程用水最小化

对间歇化工过程的单杂质用水网络提出了以新鲜水量最小为目标的优化设计方法。该方法对间歇过程的每个操作假定为一个操作接一个储罐,对所有操作按出口浓度从小到大排序,避免了高浓度水回用到低浓度水的操作中,去掉了用水网络中多余的连接,构造了用水网络超结构。该超结构可以表述为一个线性规划模型。通过GAMS求解该模型得出每个操作周期的最小新鲜水量,并通过证明得出该最小用水量随操作周期增加最终不再变化。该方法可以用作有、无中间储罐间歇过程用水网络综合,实例计算结果表明该方法是可行的,与其他方法相比更简单。     

水级联法确定间歇用水过程的夹点及废水最小化

利用水级联分析法对间歇过程用水网络进行研究,确定过程的用水夹点及最小新鲜水用量和最小废水排放量,提出了间歇用水过程的全局夹点的概念,考虑了用水过程的流率限制,在水级联表格中用流率替代了传统水级联分析法中的传质量,识别过程中每个时间段的局部夹点及公用工程目标,通过全局夹点和局部夹点的比较,指出过程的用水瓶颈,设置储罐打破瓶颈,使用水网络公用工程目标最小化。通过实例对水级联分析法进行了详细的阐述,计算结果与文献一致,表明该方法是一种易于理解、直观且简便有效的确定间歇过程用水网络的夹点及最小公用工程的方法。     

数学规划与图形方法相结合设计热集成用水网络

将数学规划法与图形方法相结合探究单杂质用水网络与换热网络的集成问题。首先构建混合整数非线性规划模型（MINLP）,在最小公用工程消耗下优化流股参数未知情况下的分离系统组合曲线面积,得到了最为节能、换热面积最小的用水网络结构。在此基础上,提出了新的分离系统组合曲线演化步骤和规则,可以得到换热单元数目较小的换热网络结构。算例表明,与现有的基于分离系统的热集成用水网络设计方法相比,在最小化公用工程用量的同时可以进一步降低换热器数目与总换热面积。     

污水回用网络优化设计的研究

在工业生产的各个用水过程中会产生大量污水，使污水最小化的一个有效的方法就是设计污水回用网络，以便使污水得到最大程度的回用，这样在满足用水要求的同时使新鲜水消耗最少，利用自适应模拟退火遗传算法对用水网络进行最优设计。     

数学优化法在化工行业用水网络优化设计中的应用

资料表明化工行业是我国用水和排污最大的行业之一,在化工行业实施节水减排成为当前倍受关注的一个重大课题。目前,用水网络优化是企业实施节水减排重要环节之一,主要应用的技术理论有水夹点理论和数学优化理论等。重点阐述数学优化理论,采用实例探讨其应用实践及前景。     

逐步线性规划法求解废水最小化问题

对用水过程的优化设计即废水最小化问题进行了研究 ,提出了操作水源和操作序列的概念 .分别对单组分再利用、多组分再利用及单组分再生再利用问题 ,提出了逐步线性规划的解算方法 .新方法首先依据规则将操作对贫流的要求进行分段排序 ,然后按操作序列逐级进行富流和贫流水源的优化匹配 ,最终完成用水过程的设计 .给出了 4个实例 ,计算结果表明本文方法是有效和简便易行的     

具有最简结构水回用网络的优化

当前对水回用网络的研究主要集中在如何构造新鲜水量最小的水网络, 却忽视了该水网络的不唯一性.为了降低水回用网络的费用,应考虑水网络的最简结构.今用连接数的概念来描述用水网络的结构复杂性.连接数就是新鲜水道与过程、过程与过程、过程与废水道之间连接个数的总和.今以最小新鲜水量和网络连接数为目标,在网络超结构的基础上,建立了多杂质水回用网络优化的数学模型.用该模型确定的用水网络,具有最小新鲜水用量和最简结构,因而具有很好的经济性.最后通过实例说明了本方法的有效性.     

多杂质水网络设计和零排放

The paper presents a procedure to design water network. First of all, water reuse system, water regeneration reuse system (including regeneration recycle) and wastewater treatment system are designed separately.But the interaction between different parts demands that each part is designed iteratively to optimize the whole water network. Therefore, on the basis of the separated design a water network superstructure including reuse,regeneration and wastewater treatment is established from the system engineering point of view. And a multiobjective adaptive simulated annealing genetic algorithm is adopted to simultaneously integrate the overall water network to balance the economic and environmental effects. The algorithm overcomes the defect of local optimum of simulated annealing (SA), avoids the pre-maturation of genetic algorithm (GA) and finds a set of solutions (pareto front) in acceptable computer time. From the pareto front, a point with minimum fresh water consumption will be extended to zero discharge as our ultimate goal.     

化学镀镍液的再生与回用

采用可溶性钙盐沉淀法去除化学镀镍废液中的亚磷酸根，用氟化物去除残余的钙离子，同时研究了PH值，处理温度及钙离子与亚磷酸根的浓度对绎亚磷酸根去除率的影响，采用再生处理液施镀可以得到具有优良性能的镀层，本方法具有经济可行的特点。     

浅析三聚氰胺装置废水的回用

介绍了乌石化化纤厂三聚氰胺装置废水处理系统。通过实施改造,处理后的废水用于绿化水的简要过程。