优化水网络设计的数学模型

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1、优化水网络设计的数学模型非线性规划模型MinimizeXi,jCj,outjimaxCCi,ini,inXi,jfijiSubjecttog(x)0ih(x)0i举例：非线性规划Minimize22f(x)xx12Subjectto22(x4)(x4)16012x01x02x2减少22f(x)xx1222(x4)(x4)16012最小化x1LP的最优解在可行域的边界上；NLP的最优解在整个可行域内。5.96HT1超结构Superstructuremodel

2、3.8HT2举例：氢气利用FER4612.5HT310氢源氢阱SCR24PSAHT4PSA1919CCR242HT5HT12225.3SCRH117HCHT2CCR图5优化后的氢气网络图H1HT3H2HT4Fer结论：原来氢气供应的费用是PSAHT547975￥/h，经过优化后的费用是41603￥/h，每年可节省5416万元，HC图4氢气网络超结构图举例：水回用超结构操作1操作2操作1操作2超结构模型（1）水回用网络模型来自其它操作去其它操作XXi,jj,iCCj,outi,outfiXi,jji操

3、作iCi,in废水处理新鲜水WiCfi,outi固定传递杂质质量负荷mi,tot已知常数：maxmaxCCi,ini,out一般化的用水操作的超结构非线性模型示意图目标函数：所有用水操作的新鲜水总流量最小fminfii约束条件1每个操作的入口浓度的最大允许值条件无法显示该图片。约束条件2出口浓度是平均入口浓度Ci,in和由于固定杂质传递负荷而引起的浓度变化之和。为了水的最大再利用，令出口浓度等于极限出口浓度。mi,totmaxCCCi,outi,ini,outXi,jfiji约束条件3

4、每个操作的质量平衡fiXi,jWiXj,i0jiji约束条件4所有浓度和流量为正值C0i,outf0iX0i,jW0i一共有i(i2)个变量分析：6.67t/h20.00t/h20.00t/h0ppm50.0ppm100ppm操作2废水新鲜水50.00t/h50.00t/h16.67t/h56.67t/h56.67t/h0ppm75.0ppm75.0ppm101.46ppm0ppm操作120.00t/h20.00t/h75.0ppm125.0ppm操作3超结构模型（2）具有固定

5、出口浓度Co的再生循环过程水网络模型来自其它操作去其它操作Xi,jXj,iCCj,outfiXi,jXi,ri,outji废水处理新鲜水f操作iWiiCCi,ini,out来自再生再生Xr,iXi,rCi,outC0再生过程来自操作去操作XCXi,RC0R,ii,out举例循环操作1再生操作2操作3超结构模型（3）流量变化的水网络模型fi,gain来自其它操作C去其它操作i,outXXi,jj,ifiXi,jfi,lossCjiCj,outi,outfiXi,jCi,outji操作i

6、Ci,in废水处理新鲜水Wiffi,lossCi,outiCi,in举例操作1操作2废水新鲜水操作3水量损失超结构模型（4）固定流量的水网络模型来自其它操作去其它操作XXi,jj,iCj,outfiXi,jfi,fixedCi,outji操作iCi,in废水处理新鲜水WiCfi,outi举例操作1操作2废新鲜水水操作3水量损失操作1操作2废新鲜水水操作3水量损失超结构模型（5）多杂质的水网络模型来自其它操作去其它操作XXi,kk,iCCk,j,outi,j,outfiXi,kki操作iCi,

7、j,in废水处理新鲜水WiCfi,j,outi超结构模型（6）分布式废水处理网络f0,11fCI,1I,in1fCI,inWII,2处理过程I废水流股1f1,inC1XII,II,in1Cout排放废水流股2f2,in1XCII,inI,IIfWIIII,1处理过程IIfII,2CII,out1CII,inf0,2