基于水夹点技术的工业用水优化方法研究

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近年来,随着经济的迅速发展人类对水资源的需求越来越大,水资源短缺日益严重,节水减排工作成为解决水资源供需矛盾的必然选择。水夹点技术作为近年来节水减排技术的重要技术之一成为了研究热点。本论文在调研查阅国内外大量文献资料的基础上,对现有的结合数学规划法的水夹点技术的工程应用方法进行了总结,提出了应用中存在的三点技术瓶颈:首先,水源、水阱的选取均靠人为经验,缺乏系统科学的筛选方法。其次,限制性杂质的选取也是依据经验且在优化过程中最多只能考虑3到4种杂质;极限水数据的确定需要通过多次重复尝试确定最优数据。再次,由于数学模型较复杂,需要通过计算机编程求解,而程序给出的初始网络还需人为进一步进行调整,可操作性差。针对以上三点技术瓶颈,本论文分别尝试性地探索了解决方法。首先,通过基于专家评分的层次分析法将潜在水源进行两两比较之后筛选最终水源,对于结果进行一致性检验以减少人为主观因素的影响;其次,对水夹点图进行改造,通过旋转坐标并规范化的方式将单杂质的水夹点模型发展成为多杂质的模型——废水资源化处理的玫瑰图。玫瑰图中限制性杂质个数没有限制,并且可将限制性杂质和极限水数据同时体现在玫瑰图中,水系统网络优化中也无需编程求解。将玫瑰图在东北制药厂Vc生产线水系统进行实证研究,验证了其可行性,对比传统的水夹点技术方法,在水源、水阱的选取上降低了人为主观因素的影响;限制性杂质个数突破了3到4个的限制;简化了优化网络形成的计算过程。实证研究表明,玫瑰图更为简单直观,具有较好的可操作性。玫瑰图的提出还处在尝试探索阶段,还需要进一步完善。
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