水系統(tǒng)集成優(yōu)化

內(nèi)容概要

水系統(tǒng)集成技術(shù)是20世紀(jì)80年代再現(xiàn)，到90年代中期發(fā)展起來的可實現(xiàn)用水系統(tǒng)節(jié)水減排的一種重要的新方法。該方法可用于現(xiàn)有用水系統(tǒng)的分析、新用水系統(tǒng)的設(shè)和現(xiàn)有用水系統(tǒng)的改造。本快步僅可作為工程技術(shù)人員節(jié)水減排的參考書，也可作為化工、環(huán)境和土木及其相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材。    作者從2000年開始涉足水系統(tǒng)集成的理論研究與應(yīng)用開發(fā)工作。在理論研究方面，在前人研究工作的基礎(chǔ)上．使水系統(tǒng)集成的理論和方法更趨于系統(tǒng)、完善和深入。在實際應(yīng)用方面．將該技術(shù)從石化、化工行業(yè)進(jìn)一步推廣到更廣泛的過程工業(yè)，例如冶金、造紙、食品行業(yè)等。    本書系統(tǒng)介紹了水系統(tǒng)集成的理論、方法及應(yīng)用。介紹了單雜質(zhì)水系統(tǒng)基于圖示法的水夾點(diǎn)技術(shù)和常規(guī)水網(wǎng)絡(luò)的廢水直接目用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，并給出了考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)柔性及不確定性等園素時的集成策略。闡述了具有常規(guī)農(nóng)網(wǎng)絡(luò)的廢水再生循環(huán)和再生回用系統(tǒng)的優(yōu)化方法。詳細(xì)闡述了具有中間水道的水阿絡(luò)結(jié)構(gòu)的水系統(tǒng)集成優(yōu)化新方法，并給出了廢水直接日用系統(tǒng)、廢水再生循環(huán)系統(tǒng)和廢水再生回用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法以及調(diào)優(yōu)策略?！　⊥ㄟ^水夾點(diǎn)圖分析了如何合理設(shè)置節(jié)水工藝以取得進(jìn)一步節(jié)水減排效果的方法。結(jié)合作者的理論研究與工業(yè)實踐，給出了八個水系統(tǒng)集成優(yōu)化的工業(yè)應(yīng)用實例；作者還將水系統(tǒng)集成技術(shù)應(yīng)用于市政用水網(wǎng)絡(luò)的集成優(yōu)化中。闡述了考慮作為能量載體的蒸汽和循環(huán)冷卻水的節(jié)約方法．闡述了水系統(tǒng)與能量系統(tǒng)同步優(yōu)化的多目標(biāo)規(guī)劃數(shù)學(xué)方法和實例分析方法。最后簡要介紹了一些典型的廢水再生或處理技術(shù)。    本書不僅可作為工程技術(shù)人員節(jié)水減排的參考書，也可作為化工、環(huán)境和土木及其相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材。

書籍目錄

主要符號表1　緒論　1.1　水資源利用中的挑戰(zhàn)與對策　　1.1.1　水資源的危機(jī)　　1.1.2　水資源的浪費(fèi)　　1.1.3　水污染的加劇　　1.1.4　面臨的挑戰(zhàn)和對策　1.2　節(jié)水減排的技術(shù)途徑　1.3　水系統(tǒng)集成的主要方法與技術(shù)　參考文獻(xiàn)2　基本概念　2.1　用水單元模型　　2.1.l　用水單元物理模型　　2.1.2　水量和雜質(zhì)的質(zhì)量衡算　2.2　水源與水阱　2.3　極限水?dāng)?shù)據(jù)　2.4　極限水曲線與極限水復(fù)合曲線　　2.4.1　極限水曲線　　2.4.2　極限水復(fù)合血線　2.5　供水線與水夾點(diǎn)　2.6　用水單元的分解　2.7　廢水直接回用、再生回用與再生循環(huán)　　2.7.1　廢水直接回用　　2.7.2　廢水再生回用　　2.7.3　廢水再生循環(huán)　2.8　圖示法與數(shù)學(xué)規(guī)劃法　參考文獻(xiàn)3　單雜質(zhì)水系統(tǒng)的水夾點(diǎn)技術(shù)　3.1　廢水直接回用系統(tǒng)最小新鮮水目標(biāo)的確定　　3.1.1　圖示法　　3.1.2　同題表法　3.2　夾點(diǎn)的意義　3.3　廢水直接回用水網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計　　3.3.1　用水網(wǎng)絡(luò)的描述　　3.3.2　最大傳質(zhì)推動力法　　3.3.3　最小匹配數(shù)法　3.4　廢水再生循環(huán)系統(tǒng)最小新鮮水和再生水目標(biāo)的確定　　3.4.1　三種典型的用水系統(tǒng)　　3.4.2　再生循環(huán)系統(tǒng)的最小新鮮水目標(biāo)值　　3.4.3　再生循環(huán)系統(tǒng)的最優(yōu)再生后濃度　　3.4.4　再生循環(huán)系統(tǒng)的最小再生水流率目標(biāo)值　　3.4.5　再生循環(huán)系統(tǒng)的最優(yōu)再生濃度　　3.4.6　再生后濃度對再生濃度的影響　　3.4.7　最小再生水流率和最優(yōu)再生濃度的計算公式　　3.4.8　采用問題表法確定再生循環(huán)系統(tǒng)的目標(biāo)值　3.5　廢水再生循環(huán)水網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計　3.6　廢水再生回用系統(tǒng)最小新鮮水和再生水目標(biāo)的確定　　3.6.1　完全再生回用與部分再生回用　　3.6.2　用水系統(tǒng)1的優(yōu)化　　3.6.3　用水系統(tǒng)2的優(yōu)化　　3.6.4　用水系統(tǒng)3的優(yōu)化　　3.6.5　通用計算公式　　3.6.6　問題表法　3.7　廢水再生回用水網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計　參考文獻(xiàn)4　廢水直接回用的最優(yōu)常規(guī)水網(wǎng)絡(luò)　4.1　概述　4.2　廢水直接回用常規(guī)水網(wǎng)絡(luò)的超結(jié)構(gòu)　4.3　單雜質(zhì)水系統(tǒng)的設(shè)計方法　　4.3.1　有關(guān)定義　　4.3.2　最優(yōu)性必要條件　　4.3.3　算法設(shè)計　4.4　單雜質(zhì)系統(tǒng)與多雜質(zhì)系統(tǒng)的比較　4.5　多雜質(zhì)水系統(tǒng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃法　　4.5.1　非線性數(shù)學(xué)模型　　4.5.2　數(shù)學(xué)模型的求解　4.6　考慮最簡網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水系統(tǒng)集成　　4.6.1　優(yōu)化新鮮水用量　　4.6.2　優(yōu)化連接數(shù)　　4.6.3　數(shù)學(xué)模型的求解　　4.6.4　實例　4.7　考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)柔性的水系統(tǒng)集成　　4.7.1　水網(wǎng)絡(luò)垂性的評價指標(biāo)　　4.7.2　水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的柔性化合成方法　　……5　廢不再生循環(huán)的最優(yōu)常規(guī)水網(wǎng)絡(luò)6　廢水再生回用的最優(yōu)常規(guī)水網(wǎng)絡(luò)7　具有中間水道網(wǎng)絡(luò)集成8　通過改變工藝節(jié)水減排9　水系統(tǒng)集成優(yōu)化的工業(yè)應(yīng)用實例10　市政用水網(wǎng)絡(luò)的集成與優(yōu)化11　作為能量載體的用水系統(tǒng)優(yōu)化12　考慮能量性能的水系統(tǒng)集成13　廢水的再生處理技術(shù)附錄

章節(jié)摘錄

　　1　緒論　　1.1　水資源利用中的挑戰(zhàn)與對策　　人口、資源與環(huán)境是人類社會生存和可持續(xù)發(fā)展的三大問題，其中水資源是各種資源中人類賴以生存和發(fā)展的重要資源之一，是不可缺少、不可代替的特殊資源，水資源利用的問題已成為舉世矚日的重要問題之一。聯(lián)合國的報告預(yù)測：21世紀(jì)淡水將成為世界最緊張的自然資源，水是21世紀(jì)的“石油”。有些國際機(jī)構(gòu)也發(fā)出警告：如果不采取措施，今后世界爆發(fā)沖突可能是以爭奪寶貴水源的控制權(quán)為中心?！　〉厍虮砻婕s有2/3以上面積為水所覆蓋，其中97.5％是咸水，其余約占地球表面1/3的陸地也有水存在，但只有2.5％是淡水，總量為3.52×10 9m3。全球的水資源構(gòu)成與分布如圖l-1所示。由于開發(fā)困難或技術(shù)經(jīng)濟(jì)的限制，到目前為止，海水、深層地下水、冰雪吲態(tài)淡水等難以被直接利用，比較容易開發(fā)利用的、與人類生活生產(chǎn)關(guān)系最為密切的湖泊、河流和淺層地下淡水資源，只占淡水總儲量的0.26％，還不足全球水總量的萬分之一［1］，通常所說的水資源主要是指這部分可供使用的、逐年可以恢復(fù)更新的淡水資源［2］。因此，地球上的淡水資源是有限的。盡管水是一種可再生資源，但是其數(shù)量和再生速度都是有限的，而且這部分水的地理分布也極為不均。水資源以及提供和支持水資源的相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)還面臨著來自人口增加、污染、非可持續(xù)陸使用、土地使用變換、氣候變化及其他諸多方面的威脅?！　　?/pre>








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