试析水分配网络优化设计方法研究

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1、大连理工大学硕士学位论文水分配网络优化设计方法研究姓名：宋丽丽申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：都健;陈理20060601大连理工大学硕士学位论文摘要水在过程工业的发展中占有极为重要的地位，是可持续发展的关键因素。由于水资源的逐年匮乏和环境污染的日趋严重，水分配网络的研究已引起普遍关注。本文在全面分析水分配网络研究现状和发展趋势基础上，对其过程优化设计方法进行了详细、深入的研究，以期对过程工业的节水降污提供一定的理论指导。本论文的主要研究内容有：1．在废水处理网络中，杂质去除率是重要参数之一，而目前已发表的文献都把它作为常数考虑，但这在实际生产中是

2、很难实现的。本文提出以杂质去除率为变量的废水处理网络设计方法，以生化处理为模型，采用Lawrence．Mccanv模式在推流式反应器中的应用模型计算杂质去除率，并优化废水处理网络结构。最后，引用文献实例并与之结果进行了比较。2．废水处理费用是由废水的数量和质量共同决定，水夹点分析可以有效地减少废水的数量，但同时可能对废水质产生负面的影响，导致废水处理费用的增加。本文将两种夹点分析法结合，采用水～氧夹点分析法，不仅可以确定处理过程的夹点，同时也能反应最小耗氧量等特性。在此基础上，本文采用水一氧夹点分析法与数学规划相结合的方法设计废水处理网络，有效地弥补了单独

3、使用的夹点分析法和单独采用数学规划法的不足。3．同步设计可以全面考虑子系统间的相互作用，同时对多个子系统和多个目标进行优化。对于单杂质系统，本文提出了考虑回用、再生回用和再生循环的逐步夹点分析法，并提出了相应的优先规则和设计步骤，能够有效的权衡用水网络和废水处理网络的相互作用，使水分配网络整体分布达到最优。4．本文提出了夹点分析与数学规划相结合的方法求解多杂质、多单元水分配网络。首先建立一个包括水回用、废水再生回用和再生循环所有可能方案的超结构及其数学模型；然后用夹点分析法除去不存在的匹配，减少变量数；最后采用自适应模拟退火遗传算法对其进行求解。关键词：水

4、分配网络；杂质去除率变量；水一氧夹点分析技术；逐步夹点分析法；自适应模拟退火遗传算法水分配网络优化设计方法研究Studyon0ptimaIDesignofWaterAllocationNetworkAbstractEf凳ctiVeutilizationof’waterist}lekeyfactorofsustainabledeVelopmentinprocessindustries．DriVenbywaterscarci毋andincreasingseVcreenViro衄entalpollution，theresearchinwaterne铆orkdes

5、ignh雒achievedsigni矗caIltpro伊ess．onmebasisofanalyzingtheactualstatusanddeVelopmenttrendofwaternetworkdesignthoroughly，thepaperdiscussesthc0ptima王metllodsandinte伊ationtechnjquesindetailtodirectt11ewatersavinga11dpollutionreducingofprocessindustriesinmeory．Thecontemofttlispaperislist

6、edasfollows：1ThercmoValratiooftreannentprocessisanimportalltp啪cterinwastewatertreatmentnetwork．In也epast，如eo群imalwaternetworksaredetemlinedbygivenremova重ratiowithfixedvalues，butitisdimculttofulfiIlinpmctice．111ispaperpresentsamemodfordesigIlingwaternetworkwimv撕ableTemovalratiooftre

7、釉entprocessbasedonbiochemical廿I；atmentmodel-TheremovalratioiscalculatedbyLawrence．McCartymodelappljedinplug—nowreact0r．Comparingwim位lditionaImetllods，the印proachcanassuret11atⅡ1ecalculatedvaluesofmeconcemrationattheoutletoftreatmemDrocessconsists谢t11t11epracticalvalues；hencethemore

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