废水最小化的过程集成方法研究
发布时间：2023-05-25 00:49
水资源的逐年匮乏和环境污染的目趋严重，对过程工业提出了废水最小化的要求。过程工业不但消耗大量的新鲜水，而且排放大量的废水，因此成为工业节水和水污染防治的重中之重。过程集成技术为废水最小化的研究提供了技术支撑和系统化的方法。本文在全面分析废水最小化的研究现状和发展趋势基础上，对其过程集成方法进行了详细、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．废水最小化可以先通过考虑回用的用水网络设计减少废水量，再利用分布式废水处理网络设计降低废水中杂质含量以达到环境允许排放标准。这种分步设计所采用的两种主要过程集成方法：水夹点技术和数学规划法发展比较成熟，但各有局限性。本文提出了水夹点分析和数学规划相结合的方法，既加深了对过程的理解，又通过设计规则的使用实现了超结构降维；且不存在网络调优和操作分隔的问题。实例验证所得网络设计结果更接近全局最优。 2．用水网络和废水处理网络同步设计既进一步减少新鲜水的用量和废水的排放量，又可以减少废水处理费用。数学规划因具有同步优化和同时处理多目标权衡的优点成为同步设计的有效方法。作为废水最小化研究的难点和热点...
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 引言
1.1 世界和中国的水资源状况
1.2 导致水危机的外部原因
1.2.1 水浪费
1.2.2 水污染
1.3 水危机的出路
1.4 针对水危机，工业界应采取的措施
1.4.1 节水的措施
1.4.2 水污染防治的措施
1.5 论文选题的出发点和主要研究内容
1.5.1 论文选题的背景及意义
1.5.2 论文的主要研究内容
1.5.3 本论文组织结构
参考文献
第二章 文献综述
2.1 废水最小化研究的发展过程
2.2 过程集成技术
2.2.1 层次分析法
2.2.2 夹点技术
2.2.3 模拟分析法
2.2.4 数学规划法
2.2.5 复合型方法
2.3 废水最小化研究进展
2.3.1 废水最小化的分步设计
2.3.2 废水最小化的同步设计
2.3.3 废水零排放
2.4 质量集成
2.5 本章小结
参考文献
第三章 废水最小化的分步设计—水夹点分析与数学规划相结合
3.1 用水网络设计
3.1.1 单杂质系统
3.1.2 多杂质系统
3.1.3 有流量变化的系统
3.2 废水处理网络设计
3.2.1 水夹点分析
3.2.2 融入水夹点分析规则的废水处理网络建模
3.2.3 实例
3.3 GAMS简介
3.4 本章小结
符号说明
参考文献
第四章 废水最小化的同步设计—超结构建模
4.1 水网络设计
4.1.1 问题描述
4.1.2 水网络超结构
4.1.3 超结构建模
4.2 废水最小化的同步设计实例并与分步设计比较
4.3 本章小结
符号说明
参考文献
第五章 废水零排放
5.1 废水最小化的多目标优化
5.1.1 过程的环境影响评价
5.1.2 多目标优化
5.2 废水零排放的复合型方法
5.2.1 废水量最小化
5.2.2 分布式处理
5.2.3 深度处理技术
5.3 实例
5.4 本章小结
符号说明
参考文献
第六章 自适应模拟退火遗传算法
6.1 模拟退火算法
6.2 遗传算法
6.3 模拟退火算法与遗传算法的结合
6.4 自适应模拟退火遗传算法
6.4.1 自适应模拟退火算法
6.4.2 自适应模拟退火遗传算法的构造
6.4.3 自适应模拟退火遗传算法计算框图
6.5 自适应模拟退火遗传算法性能测试
6.5.1 非凸非线性规划
6.5.2 混合整数非线性规划
6.6 多目标优化
6.6.1 概述
6.6.2 多目标优化问题的求解方法
6.6.3 测试函数
6.7 本章小结
参考文献
结论与展望
致谢
个人情况简介
本文编号：3822607
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
英文摘要
第一章 引言
1.1 世界和中国的水资源状况
1.2 导致水危机的外部原因
1.2.1 水浪费
1.2.2 水污染
1.3 水危机的出路
1.4 针对水危机，工业界应采取的措施
1.4.1 节水的措施
1.4.2 水污染防治的措施
1.5 论文选题的出发点和主要研究内容
1.5.1 论文选题的背景及意义
1.5.2 论文的主要研究内容
1.5.3 本论文组织结构
参考文献
第二章 文献综述
2.1 废水最小化研究的发展过程
2.2 过程集成技术
2.2.1 层次分析法
2.2.2 夹点技术
2.2.3 模拟分析法
2.2.4 数学规划法
2.2.5 复合型方法
2.3 废水最小化研究进展
2.3.1 废水最小化的分步设计
2.3.2 废水最小化的同步设计
2.3.3 废水零排放
2.4 质量集成
2.5 本章小结
参考文献
第三章 废水最小化的分步设计—水夹点分析与数学规划相结合
3.1 用水网络设计
3.1.1 单杂质系统
3.1.2 多杂质系统
3.1.3 有流量变化的系统
3.2 废水处理网络设计
3.2.1 水夹点分析
3.2.2 融入水夹点分析规则的废水处理网络建模
3.2.3 实例
3.3 GAMS简介
3.4 本章小结
符号说明
参考文献
第四章 废水最小化的同步设计—超结构建模
4.1 水网络设计
4.1.1 问题描述
4.1.2 水网络超结构
4.1.3 超结构建模
4.2 废水最小化的同步设计实例并与分步设计比较
4.3 本章小结
符号说明
参考文献
第五章 废水零排放
5.1 废水最小化的多目标优化
5.1.1 过程的环境影响评价
5.1.2 多目标优化
5.2 废水零排放的复合型方法
5.2.1 废水量最小化
5.2.2 分布式处理
5.2.3 深度处理技术
5.3 实例
5.4 本章小结
符号说明
参考文献
第六章 自适应模拟退火遗传算法
6.1 模拟退火算法
6.2 遗传算法
6.3 模拟退火算法与遗传算法的结合
6.4 自适应模拟退火遗传算法
6.4.1 自适应模拟退火算法
6.4.2 自适应模拟退火遗传算法的构造
6.4.3 自适应模拟退火遗传算法计算框图
6.5 自适应模拟退火遗传算法性能测试
6.5.1 非凸非线性规划
6.5.2 混合整数非线性规划
6.6 多目标优化
6.6.1 概述
6.6.2 多目标优化问题的求解方法
6.6.3 测试函数
6.7 本章小结
参考文献
结论与展望
致谢
个人情况简介
本文编号：3822607
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