随着水资源的日趋紧张及废水对环境的污染问题日益严峻，尽可能地减少新鲜水用量和废水排放已成为人们的关注焦点。过程工业是用水大户和废水排放大户。用系统集成的方法对其进行用水最小化研究已成为当前的研究热点。针对过程工业中连续过程和间歇过程的特点，本文分别对其用水网络进行了研究。 在对连续过程的研究中，对连续过程用水操作进行了描述，提出纯水过剩／不足额的概念，对其意义进行了分析，将其引入到水级联分析法中，提出完整的用水级联分析法确定用水目标的具体步骤。用水级联分析法来确定最小用水目标，结合纯度一流率图，运用水源确定规则和水量分配公式和原则确定过程的水源和流率分配，使用水网络得以最优化。对包含传质过程和非传质过程的单夹点问题、多夹点问题和再生回用问题进行了研究。 在对间歇过程的研究中，对间歇过程用水操作进行了描述。沿用了纯水过剩／不足额的概念，针对间歇过程与时间关联的特殊性，提出纯水过剩／不足额的数学表达式。在存在储罐的情况下，统计整个时间范围内的水源水阱状况，进行级联分析确定总的目标水量和总体夹点。结合时间一纯度两维图，按照水源确定规则和水量分配公式和原则来识别水源和进行水量分配，设计最优用水网络。对于储罐数量、储存容积等的确定本文也进行了研究。不存在储罐情况下总体目标确定和网络设计则主要通过时间-纯度两维图并根据具体情况结合水级联法同步进行求解。针对间歇过程的类型，分别对半连续和完全间歇过程进行了研究。 水级联法在连续过程和间歇过程中的应用证明，水级联分析法不仅可用于传质过程，也适用于非传质过程，简单有效，是一种非常有前途的方法。