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| 內容簡介： |
本书系统介绍了水系统集成的理论、方法及应用。介绍了单杂质水系统基于图示法的水夹点技术和常规水网络的废水直接回用系统的数学规划方法，并给出了考虑网络结构、网络柔性及不确定性等因素时的集成策略。阐述了具有常规水网络的废水再生循环和再生回用系统的优化方法。详细阐述了具有中间水道的水网络结构的水系统集成优化新方法，并给出了废水直接回用系统、废水再生循环系统和废水再生回用系统的数学规划方法以及调优策略。通过水夹点图分析了如何合理设置节水工艺以取得进一步节水减排效果的方法。结合作者的理论研究与工业实践，给出了八个水系统集成优化的工业应用实例。作者还将水系统集成技术应用于市政用水网络的集成优化中。阐述了考虑作为能量载体的蒸汽和循环冷却水的节约方法；阐述了水系统与能量系统同步优化的多目标规划数学方法和实例分析方法。最后简要介绍了一些典型的废水再生或处理技术。
本书不仅可作为工程技术人员节水减排的参考书，也可作为化工、环境和土木及其相关专业学生的教材。
读者对象:
本书不仅可作为工程技术人员节水减排的参考书，也可作为化工、环境和土木及其相关专业学生的教材。
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| 目錄：
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1绪论
1.1水资源利用的挑战与对策
1.1.1水资源的危机
1.1.2水资源的消耗
1.1.3水污染的加剧
1.1.4面临的挑战和对策
1.2节水减排的技术途径
1.3水系统集成的方法与技术
参考文献
2基本概念
2.1用水单元模型
2.1.1用水单元物理模型
2.1.2水量和杂质的质量衡算
2.2水源与水阱
2.3极限水数据
2.4极限水曲线与极限水复合曲线
2.4.1极限水曲线
2.4.2极限水复合曲线
2.5供水线与水夹点
2.6用水单元的分解
2.7废水直接回用、再生回用与再生循环
2.7.1废水直接回用
2.7.2废水再生回用
2.7.3废水再生循环
2.8图示法与数学规划法
参考文献
3单杂质废水直接回用水系统的水夹点技术
3.1废水直接回用系统最小新鲜水目标的确定
3.1.1图示法
3.1.2问题表法
3.2夹点的意义
3.3废水直接回用水网络的设计
3.3.1用水网络的描述
3.3.2最大传质推动力法
3.3.3最小匹配数法
3.4改进的极限水曲线
3.4.1具有水损失的用水过程
3.4.2具有水生成的用水过程
3.4.3具有多股水源进料的用水过程
3.5同时确定直接回用水系统目标值和网络设计
3.5.1单水源固定流率问题
3.5.2单水源固定杂质负荷问题
3.5.3多水源固定流率问题
3.6多源水网络目标值的确定
参考文献
4单杂质废水再生循环水系统的水夹点法
4.1废水再生循环系统最小新鲜水和再生水目标的确定
4.1.1三种典型的用水系统
4.1.2再生循环系统的最小新鲜水目标值
4.1.3再生循环系统的最优再生后浓度
4.1.4再生循环系统的最小再生水流率目标值
4.1.5再生循环系统的最优再生浓度
4.1.6再生后浓度对再生浓度的影响
4.1.7最小再生水流率和最优再生浓度的计算公式
4.1.8采用问题表法确定再生循环系统的目标值
4.2废水再生循环水网络的设计
4.3废水零排放理论及应用
4.3.1不考虑水损失的零排放水系统
4.3.2考虑水损失的零排放水系统
4.3.3某氧化铝厂水系统零排放分析
4.4改进问题表法确定多水源再生循环水网络目标值
4.5总水网络合成
4.5.1同时确定再生循环水网络目标值和网络设计
4.5.2确定最小处理流率目标值
4.5.3总水网络合成步骤
4.5.4案例分析
参考文献
5单杂质废水再生回用水系统的水夹点法
5.1完全再生回用与部分再生回用
5.2用水系统1的优化
5.3用水系统2的优化
5.4用水系统3的优化
5.5通用计算公式
5.6问题表法
5.7废水再生回用水网络的设计
参考文献
6多杂质废水直接回用的最优常规水网络
6.1概述
6.2废水直接回用常规水网络的超结构
6.3单杂质水系统的设计方法
6.3.1有关定义
6.3.2最优性必要条件
6.3.3算法设计
6.4单杂质系统与多杂质系统的比较
6.5多杂质水系统的数学规划法
6.5.1非线性数学模型
6.5.2数学模型的求解
6.6考虑最简网络结构的水系统集成
6.6.1优化新鲜水用量
6.6.2优化连接数
6.6.3数学模型的求解
6.6.4实例
6.7考虑系统结构柔性的水系统集成
6.7.1水网络柔性的评价指标
6.7.2水网络系统的柔性化合成方法
6.7.3实例研究
6.8考虑不确定性的水系统集成
6.8.1水网络的扰动工况及其超结构
6.8.2考虑不确定性的用水网络的优化设计步骤
6.8.3模型的求解
6.8.4实例分析
参考文献
7多杂质废水再生循环的最优常规水网络
7.1概述
7.2废水再生循环常规水网络的超结构
7.2.1用水单元的假定
7.2.2再生循环网络的超结构
7.3废水再生循环常规水网络的数学模型
7.3.1优化新鲜水用量
7.3.2优化再生水流率
7.3.3优化杂质再生负荷
7.4实例研究
参考文献
8多杂质废水再生回用的最优常规水网络
8.1概述
8.2用水单元分解对水系统的影响
8.2.1用水单元按质量负荷分解
8.2.2用水单元按浓度区间分解
8.2.3分解对再生回用水系统的影响
8.3废水再生回用常规水网络的超结构
8.4废水再生回用常规水网络优化的数学模型
8.4.1新鲜水流率的优化
8.4.2再生水流率的优化
8.4.3再生杂质负荷的优化
8.4.4模型的应用
8.5实例分析
参考文献
9具有中间水道的水网络集成
9.1具有中间水道水网络结构的提出及特点
9.1.1常规水网络存在的问题
9.1.2具有中间水道水网络的结构
9.1.3具有中间水道水网络的特点
9.2废水直接回用水网络的数学规划法
9.2.1水网络的超结构
9.2.2数学优化模型的建立
9.2.3实例
9.3多杂质单中间水道用水网络的简化设计方法
9.3.1中间水道浓度的确定
9.3.2各用水单元节水因子的计算
9.3.3各单元进水流率分配
9.3.4实例
9.4基于经验规则的网络调优设计方法
9.4.1问题的提出
9.4.2调优设计的步骤与方法
9.4.3实例
9.5废水再生循环水网络
9.5.1水网络结构
9.5.2水网络的超结构
9.5.3数学优化模型的建立
9.5.4实例
9.6具有中间水道的再生循环水网络的简化设计方法
9.6.1再生浓度的确定
9.6.2简化设计方法
9.6.3实例
9.7废水再生回用水网络
9.7.1一般优化模型
9.7.2考虑单元分解的中间水道再生回用水网络优化
9.7.3单元并联分解的数学模型
9.7.4单元串联分解的数学模型
9.8混合结构水网络
9.8.1具有混合结构的水回用网络与超结构
9.8.2数学优化模型的建立
9.8.3实例
参考文献
10通过改变工艺节水减排
10.1概述
10.2极限浓度改变的方向分析
10.2.1增大跨越夹点单元的进出口浓度
10.2.2减小跨越夹点单元的进出口浓度
10.2.3改变夹点左侧单元的进出口浓度
10.2.4改变夹点右侧单元的进出口浓度
10.3杂质负荷改变的方向分析
10.3.1减小夹点左侧用水单元的杂质负荷
10.3.2减小夹点右侧用水单元的杂质负荷
10.4节水工艺的采用
10.4.1空冷代替水冷
10.4.2汽化冷却与水冷却
10.4.3干法熄焦与湿法熄焦
参考文献
11水系统集成优化的工业应用实例
11.1水中杂质种类与极限浓度的确定
11.2某氯碱厂水系统集成优化
11.2.1现行水系统概况
11.2.2现行水系统用水状况分析
11.2.3水系统集成优化方案
11.2.4节水成效
11.3某催化剂厂水系统集成优化
11.3.1现行水系统概况
11.3.2初始水网络的生成
11.3.3废水回用方案的可行性实验
11.3.4实验结果分析
11.4某炼油厂水系统集成优化
11.4.1现行水系统概况
11.4.2现行水系统用水状况分析
11.4.3水系统集成优化方案
11.5某合成氨厂水系统集成优化
11.5.1现行水系统概况
11.5.2现行水系统用水状况分析
11.5.3水系统集成优化方案
11.6某氧化铝厂水系统集成优化
11.6.1现行水系统概况
11.6.2水系统集成优化方案
11.7某造纸厂水系统集成优化
11.7.1现行水系统概况
11.7.2关键杂质浓度的测定
11.7.3水系统集成优化方案
11.8某啤酒厂水系统集成优化
11.8.1现行水系统概况
11.8.2现行水系统用水状况分析
11.8.3水系统集成优化方案
11.8.4对水系统进行直接水回用的分析
11.8.5考虑直接水回用的节水成效
参考文献
12间歇用水网络的集成与优化
12.1概述
12.2间歇用水网络的特点及其集成方法
12.2.1间歇用水网络的特点
12.2.2间歇用水系统的缓冲储罐
12.2.3间歇用水系统的再生循环与再生回用
12.2.4间歇用水系统的调度优化
12.3间歇用水系统操作周期的优化
12.3.1概述
12.3.2问题的描述
12.3.3用水系统的超结构模型
12.3.4数学规划模型
12.3.5计算实例
12.4废水直接回用的间歇用水网络优化
12.4.1具有中央储罐的间歇用水网络
12.4.2数学规划模型
12.4.3单杂质用水网络的实例
12.4.4多杂质用水网络的实例
12.5间歇用水系统与集中再生单元的协调优化
12.5.1问题的提出
12.5.2超结构模型
12.5.3间歇用水网络中时间节点的划分
12.5.4新鲜水量、再生水流率和储罐容积的最小化
12.5.5计算实例
12.6多杂质间歇用水系统的并联连续再生循环
12.6.1问题的提出
12.6.2超结构模型
12.6.3数学规划模型
12.6.4计算实例
12.7间歇用水系统的近优化运行与操作窗口
12.7.1操作窗口
12.7.2间歇用水的操作窗口及其获取方法
12.7.3计算实例
参考文献
13市政用水网络的集成与优化
13.1市政用水节水概述
13.2市政用水网络的特点
13.3市政用水网络的集成优化模型
13.3.1城市区域水回用网络的特点与用水单元的超结构
13.3.2半连续的间歇用水单元水回用网络优化模型
13.4市政用水网络优化的实例
13.4.1用水时段的划分
13.4.2用水单元极限数据的获得
13.4.3模型的求解结果与分析
参考文献
14作为能量载体的用水系统优化
14.1通过能量系统优化减少蒸汽和冷却水用量
14.2冷却器网络的优化
14.2.1循环水系统及并联设计的冷却器网络
14.2.2串联设计的冷却器网络的最优化的夹点法
14.2.3循环冷却水最小目标值的确定
14.2.4采用水夹点法设计最大回用冷却器网络
14.2.5无夹点时冷却水网络的设计
14.2.6采用数学规划法设计循环冷却水网络
14.2.7具有中间水道的循环水网络结构
14.3冷凝水的回收
14.4改直流水为循环水
14.5循环水的节水措施
14.5.1减少循环水在循环过程中的损失
14.5.2合理控制循环水温升
14.5.3循环水循环倍率的合理确定
14.5.4循环水的混合补水方式
参考文献
15考虑能量性能的水系统集成
15.1问题的提出
15.2换热网络的超结构及约束条件
15.3水系统与能量系统同步优化的多目标规划数学模型
15.3.1总新鲜水用量为主目标
15.3.2公用工程用量为主目标
15.3.3以系统经济性为总目标
15.3.4水系统与能量系统同步优化计算实例
15.4具有较好能量特性的水网络的特点
15.4.1水网络能量性能差异的物理原因分析
15.4.2具有较好能量性能的水网络的特性
15.5具有较好能量性能的初始水网络的生成
15.6水网络能量性能的调优
15.6.1非等温混合对网络能量性能的影响
15.6.2以不增加公用工程量为目标的混合规则
15.6.3具体调优方法
15.7具有较好能量特性的水网络设计实例
15.7.1利用改进后的水网络模型和换热网络模型相结合方法
15.7.2利用改进后的具有较优能量特性的水网络模型方法
参考文献
16废水的再生处理技术
16.1废水的特性与再生处理
16.1.1废水的特性
16.1.2废水的再生处理方法与分级
16.1.3废水处理流程的确定
16.2废水的再生处理方法
16.2.1物理法
16.2.2化学法
16.2.3 物理化学法
16.2.4生物法
参考文献
附录
A水系统集成优化对水平衡测试和水质调查的要求
A.1水平衡测试和水质调查的重要性
A.2水平衡测试表
A.2.1水的分类与定义
A.2.2水平衡测试表
A.2.3水平衡测试表的填写说明
A.3水质调查与估计
A.3.1企业中需测试水质的水流股
A.3.2水质的预估
A.3.3极限水数据估计的简化方法
A.3.4水质调查表
B《用水网络设计与优化》软件介绍
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