水系统集成优化-节水减排的系统综合方法PDF电子书下载

主要符号表 1

1绪论 5

1.1水资源利用中的挑战与对策 5

1.1.1水资源的危机 5

1.1.2水资源的浪费 7

1.1.3水污染的加剧 7

1.1.4面临的挑战和对策 8

1.2节水减排的技术途径 9

1.3水系统集成的主要方法与技术 10

参考文献 12

2基本概念 14

2.1用水单元模型 14

2.1.1用水单元物理模型 14

2.1.2水量和杂质的质量衡算 14

2.2水源与水阱 15

2.3极限水数据 15

2.4极限水曲线与极限水复合曲线 16

2.4.1极限水曲线 16

2.4.2极限水复合曲线 17

2.5供水线与水夹点 17

2.6用水单元的分解 18

2.7废水直接回用、再生回用与再生循环 19

2.7.1废水直接回用 19

2.7.2废水再生回用 19

2.7.3废水再生循环 19

2.8图示法与数学规划法 20

参考文献 20

3单杂质水系统的水夹点技术 21

3.1废水直接回用系统最小新鲜水目标的确定 21

3.1.1图示法 21

3.1.2问题表法 21

3.2夹点的意义 23

3.3废水直接回用水网络的设计 23

3.3.1用水网络的描述 23

3.3.2最大传质推动力法 25

3.3.3最小匹配数法 26

3.4废水再生循环系统最小新鲜水和再生水目标的确定 31

3.4.1三种典型的用水系统 31

3.4.2再生循环系统的最小新鲜水目标值 32

3.4.3再生循环系统的最优再生后浓度 33

3.4.4再生循环系统的最小再生水流率目标值 36

3.4.5再生循环系统的最优再生浓度 37

3.4.6再生后浓度对再生浓度的影响 40

3.4.7最小再生水流率和最优再生浓度的计算公式 42

3.4.8采用问题表法确定再生循环系统的目标值 45

3.5废水再生循环水网络的设计 46

3.6废水再生回用系统最小新鲜水和再生水目标的确定 49

3.6.1完全再生回用与部分再生回用 49

3.6.2用水系统1的优化 50

3.6.3用水系统2的优化 52

3.6.4用水系统3的优化 53

3.6.5通用计算公式 55

3.6.6问题表法 56

3.7废水再生回用水网络的设计 57

参考文献 61

4废水直接回用的最优常规水网络 63

4.1概述 63

4.2废水直接回用常规水网络的超结构 63

4.3单杂质水系统的设计方法 64

4.3.1有关定义 64

4.3.2最优性必要条件 64

4.3.3算法设计 65

4.4单杂质系统与多杂质系统的比较 65

4.5多杂质水系统的数学规划法 67

4.5.1非线性数学模型 67

4.5.2数学模型的求解 68

4.6考虑最简网络结构的水系统集成 70

4.6.1优化新鲜水用量 71

4.6.2优化连接数 72

4.6.3数学模型的求解 73

4.6.4实例 73

4.7考虑系统结构柔性的水系统集成 75

4.7.1水网络柔性的评价指标 75

4.7.2水网络系统的柔性化合成方法 76

4.7.3实例研究 77

4.8考虑不确定性的水系统集成 79

4.8.1水网络的扰动工况及其超结构 79

4.8.2考虑不确定性的用水网络的优化设计步骤 80

4.8.3模型的求解 83

4.8.4实例分析 84

参考文献 90

5废水再生循环的最优常规水网络 92

5.1概述 92

5.2废水再生循环常规水网络的超结构 92

5.2.1用水单元的假定 92

5.2.2再生循环网络的超结构 92

5.3废水再生循环常规水网络的数学模型 93

5.3.1优化新鲜水用量 93

5.3.2优化再生水流率 95

5.3.3优化杂质再生负荷 96

5.4实例研究 97

参考文献 101

6废水再生回用的最优常规水网络 103

6.1概述 103

6.2用水单元分解对水系统的影响 103

6.2.1用水单元按质量负荷分解 104

6.2.2用水单元按浓度区间分解 104

6.2.3分解对再生回用水系统的影响 105

6.3废水再生回用常规水网络的超结构 107

6.4废水再生回用常规水网络优化的数学模型 108

6.4.1新鲜水流率的优化 108

6.4.2再生水流率的优化 109

6.4.3再生杂质负荷的优化 110

6.4.4模型的应用 110

6.5实例分析 111

参考文献 120

7具有中间水道的水网络集成 121

7.1具有中间水道水网络结构的提出及特点 121

7.1.1常规水网络存在的问题 121

7.1.2具有中间水道水网络的结构 121

7.1.3具有中间水道水网络的特点 122

7.2废水直接回用水网络的数学规划法 122

7.2.1水网络的超结构 122

7.2.2数学优化模型的建立 123

7.2.3实例 125

7.3多杂质单中间水道用水网络的简化设计方法 131

7.3.1中间水道的浓度的确定 131

7.3.2各用水单元节水因子的计算 136

7.3.3各单元进水流率分配 137

7.3.4实例 137

7.4基于经验规则的网络调优设计方法 139

7.4.1问题的提出 139

7.4.2调优设计的步骤与方法 139

7.4.3实例 146

7.5废水再生循环水网络 153

7.5.1水网络结构 153

7.5.2水网络的超结构 154

7.5.3数学优化模型的建立 155

7.5.4实例 157

7.6具有中间水道的再生循环水网络的简化设计方法 159

7.6.1再生浓度的确定 159

7.6.2简化设计方法 161

7.6.3实例 162

7.7废水再生回用水网络 163

7.7.1一般优化模型 164

7.7.2考虑单元分解的中间水道再生回用水网络优化 169

7.7.3单元并联分解的数学模型 169

7.7.4单元串联分解的数学模型 173

7.8混合结构水网络 176

7.8.1具有混合结构的水回用网络与超结构 177

7.8.2数学优化模型的建立 178

7.8.3实例 180

参考文献 185

8通这改变工艺节水减排 187

8.1概述 187

8.2极限浓度改变的方向分析 187

8.2.1增大跨越夹点单元的进出口浓度 187

8.2.2减小跨越夹点单元的进出口浓度 188

8.2.3改变夹点左侧单元的进出口浓度 190

8.2.4改变夹点右侧单元的进出口浓度 190

8.3杂质负荷改变的方向分析 191

8.3.1减小夹点左侧用水单元的杂质负荷 191

8.3.2减小夹点右侧用水单元的杂质负荷 191

8.4节水工艺的采用 193

8.4.1空冷代替水冷 193

8.4.2汽化冷却与水冷却 193

8.4.3干法熄焦与湿法熄焦 194

参考文献 194

9水系统集成优化的工业应用实例 195

9.1水中杂质种类与极限浓度的确定 195

9.2某氯碱厂水系统集成优化 196

9.2.1现行水系统概况 196

9.2.2现行水系统用水状况分析 197

9.2.3水系统集成优化方案 198

9.2.4节水成效 201

9.3某催化剂厂水系统集成优化 201

9.3.1现行水系统概况 201

9.3.2初始水网络的生成 202

9.3.3废水回用方案的可行性实验 203

9.3.4实验结果分析 204

9.4某炼油厂水系统集成优化 206

9.4.1现行水系统概况 206

9.4.2现行水系统用水状况分析 206

9.4.3水系统集成优化方案 207

9.5某合成氨厂水系统集成优化 211

9.5.1现行水系统概况 211

9.5.2现行水系统用水状况分析 211

9.5.3水系统集成优化方案 213

9.6某氧化铝厂水系统集成优化 219

9.6.1现行水系统概况 219

9.6.2水系统集成优化方案 220

9.7某造纸厂水系统集成优化 225

9.7.1现行水系统概况 225

9.7.2关键杂质浓度的测定 226

9.7.3水系统集成优化方案 226

9.8某啤酒厂水系统集成优化 231

9.8.1现行水系统概况 231

9.8.2现行水系统用水状况分析 231

9.8.3水系统集成优化方案 232

9.8.4对水系统进行直接水回用的分析 236

9.8.5考虑直接水回用的节水成效 237

参考文献 238

10市政用水网络的集成与优化 239

10.1市政用水节水概述 239

10.2市政用水网络的特点 240

10.3市政用水网络的集成优化模型 241

10.3.1城市区域水回用网络的特点与用水单元的超结构 241

10.3.2半连续的间歇用水单元水回用网络优化模型 241

10.4市政用水网络优化的实例 243

10.4.1用水时段的划分 243

10.4.2用水单元极限数据的获得 243

10.4.3模型的求解结果与分析 246

参考文献 247

11作为能量载体的用水系统优化 248

11.1通过能量系统优化减少蒸汽和冷却水用量 248

11.2换热器网络的优化 248

11.2.1循环水系统及并联设计的换热器网络 248

11.2.2串联设计的换热器网络的最优化 249

11.2.3具有中间水道的循环水网络结构 258

11.3冷凝水的回收 261

11.4改直流水为循环水 262

11.5循环水的节水措施 262

11.5.1减少循环水在循环过程中的损失 262

11.5.2合理控制循环水温升 263

11.5.3循环水循环倍率的合理确定 263

11.5.4循环水的混合补水方式 264

参考文献 264

12考虑能量性能的水系统集成 265

12.1问题的提出 265

12.2换热网络的超结构及约束条件 265

12.3水系统与能量系统同步优化的多目标规划数学模型 266

12.3.1总新鲜水用量为主目标 267

12.3.2公用工程用量为主目标 268

12.3.3以系统经济性为总目标 268

12.3.4水系统与能量系统同步优化计算实例 269

12.4具有较好能量特性的水网络的特点 270

12.4.1水网络能量性能差异的物理原因分析 270

12.4.2具有较好能量性能的水网络的特性 272

12.5具有较好能量性能的初始水网络的生成 273

12.6水网络能量性能的调优 275

12.6.1非等温混合对网络能量性能的影响 275

12.6.2以不增加公用工程量为目标的混合规则 277

12.6.3具体调优方法 278

12.7具有较好能量特性的水网络设计实例 279

12.7.1利用改进后的水网络模型和换热网络模型相结合方法 279

12.7.2利用改进后的具有较优能量特性的水网络模型方法 282

参考文献 283

13废水的再生处理技术 285

13.1废水的特性与再生处理 285

13.1.1废水的特性 285

13.1.2废水的再生处理方法与分级 286

13.1.3废水处理流程的确定 287

13.2废水的再生处理方法 289

13.2.1物理法 289

13.2.2化学法 292

13.2.3物理化学法 295

13.2.4生物法 297

参考文献 300

附录 301

A水系统集成优化对水平衡测试和水质调查的要求 301

A.1水平衡测试和水质调查的重要性 301

A.2水平衡测试表 301

A.2.1水的分类与定义 301

A.2.2水平衡测试表 302

A.2.3水平衡测试表的填写说明 302

A.3水质调查与估计 305

A.3.1企业中需测试水质的水流股 305

A.3.2水质的预估 305

A.3.3极限水数据估计的简化方法 305

A.3.4水质调查表 305

B《用水网络设计与优化》软件介绍 305