科技厅项目汇报

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1、吉林省科技发展计划项目汇报人:栾国颜工业用水和废水系统集成优化研究11244汇报提纲3335研究内容和创新点课题的背景及意义预期目标和技术应用前景实施方案国内、外研究现状和趋势46研究条件及前期工作21、课题的背景及意义1地球上所有的水中，只有2.5%为淡水2全世界每年排放工业废水426亿吨可供人类使用的1/3水资源受到污染34世界情况12亿人由于缺乏净水而陷入困境31、课题的背景及意义1人均水资源占有率为世界平均水平的1/42全国700余条大、中河流近1/2被污染50%的城市地下水被污染3发改委提出“量水而行”4我国情况41、课题的背景及意义1工业用水增长快

2、8.5%20%2水利用率水平低，每万元增加值需水量为日本18倍美国25倍3节水减排刻不容缓4我国情况工业污水排放量大占全国总排放量的49%51、课题的背景及意义62、国内、外研究现状和趋势2.1水网络系统的发展72、国内、外研究现状和趋势2.1水网络系统的发展82、国内、外研究现状和趋势2.1水网络系统的发展92、国内、外研究现状和趋势2.1水网络系统的发展102、国内、外研究现状和趋势2.1水网络系统的发展112、国内、外研究现状和趋势2.2水网络系统集成技术94年Wang和Smith水夹点技术190年代-21世纪数学规划法22000年，冯霄教授和Seide

3、r教授中间水道的新的水回用模式3水夹点技术优点：对单组分系统而言，可以求得全局最优解；缺点：对较复杂的系统应用难度较大。数学规划法是基于对用水系统所建立的超结构模型。超结构是指能涵盖用水系统所有可能网络结构的模型。用水单元的超结构简化模型数学规划法优点：方法严谨，实用性强。缺点：建模及计算过程复杂，有时得不到最优解中间水道：指水的杂质含量介于新鲜水和排放废水之间中水道技术优点：设计、运行、控制简便；显著增加网络柔性。缺点：新鲜水用量略高于常规水网络。122、国内、外研究现状和趋势2.3水网络系统集成技术发展考虑到这3种水网络优化技术的优缺点，近年来的研究、应用

4、中有将这些方法结合起来使用，发挥它们各自的优点的趋势。133、3.1研究团队研究条件及前期工作科研团队成员6人其中博士3人，硕士3人，每年还有数十名研究生参与科研工作，技术力量雄厚。项目：主持和完成吉林省科技厅项目2项、教育厅项目2项；获奖：吉林省科技进步一等奖（第2完成人）、二等奖（第4完成人）各1次课题负责人，1964年生，博士，教授，主要从事化工过程传质和优化节能方面研究。论文：以第一作者发表论文20余篇，国际会议论文2篇，SCI收录1篇，Ei收录5篇。143、3.2前期工作研究条件及前期工作2005年本课题组已完成工业用水网络的设计研究，并完成学校级科

5、研课题《水夹点技术应用研究》，为本项目开展奠定基础。并为在吉化电石厂节水提供研究方案。154、研究内容和创新点4.1研究内容目前实际工厂操作都是先通过有回用的用水网络设计减少新鲜水使用量和废水排放量，再通过分布式废水处理网络使废水中污染物浓度达到排放标准。主要研究方法仍然是水夹点技术或数学规划法，但局限性已经很明显。本研究将夹点技术法与数学规划法相结合，利用夹点分析的结果对数学模型进行简化，降维，完成构造具有最佳水分配方式用水网络的数学模型和求解。同时对于复杂的非凸模型寻求新的求解方法。164、研究内容和创新点4.2技术关键和创新点夹点技术法与数学规划法相结合

6、，利用夹点分析的结果对数学模型进行简化、降维，完成构造具有最佳水分配方式用水网络的数学模型和求解，难于确定最优解水网络，采用水夹点技术与中间水道技术设计求解1采用自适应模拟遗传算法求解水非凸性网络设计问题2175、实施方案夹点技术建立过程使用新鲜水、排放废水和回用的各种可能匹配方案的用水网络模型，排除一些不合理的结构，简化水网络超结构模型、使求解变得容易1利用数学规划法获取模型的最优解，对于无法获得最优解用水网络采用中间水道技术处理。2研究同步设计废水处理网络，探索自适应模拟遗传算法求解3186、预期目标和技术应用前景我国石化企业：吨油加工平均消耗水量是国外先

7、进水平的吨油加工平均污水排放量是国外先进水平的因素：除了管理水平、工艺路线、设备外等，水网络集成优化设计，造成大量排放污水，并补充等量新鲜水是主要因素5倍12倍为工业企业用水和废水最小化提供一套通用的解决方案和设计方法，实现节水减排目标提供以下材料：1.研究报告2.实例研究方案3.发表科研论文2篇水夹点技术在国外已经成功地应用于一些炼油化工企业中，节水率达20～30%，英国Monsonto公司1995年对7套生产装置进行了水夹点分析与应用，取得了节水30％，减少污水处理量75%，减少投资费用1150万美元的效果；我国台湾也有成功范例。19谢谢专家批评指导！20