分布式废水处理网络优化设计

作     者：关今韬 

作者单位：大连交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹同川;李英

授予年度：2014年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：水网络 废水处理网络 水夹点 数学规划法 

摘      要：水资源状况的短缺和水污染形式的严峻已经受到当今世界各界人士的广泛关注。现如今,人们对于工业废水的排放要求日益提高,相应的处理费用也称为各界关注的重点。因此,对水处理网络的优化设计具有重大意义。水处理网络的目标是使新鲜水消耗量及废水产生量为最小,并使得排放量满足环境排放限制。水处理网络的优化设计很好的迎合了当今社会的需求。本文全面的研究了水处理网络的现状以及其研究所使用的研究方法,如水夹点分析法和数学规划法。针对废水处理设计部分,本文所研究的废水处理网络为分布式处理网络,优越于集中式处理,降低了基建费用和处理费用。本次课题主要的研究内容有：第一：废水处理网络中,应用数学规划法对其进行优化,首先建立了可以满足各种连接可能的超结构,并通过以废水流股总流量最小为目标进行非线性规划,最终通过GAMS软件得到优化后的废水流股分配情况,并引用文献中的算例进行对比。第二：废水处理网络中,将以下三种参数作为变量,再对其进行超结构建模优化。首先,循环是使废水达到最小化常用的方法,以循环为变量,通过限制循环来观察废水处理网络发生的变化,并与前文设计出的优化结构相比较;其次,杂质移出率是评价废水处理能力的重要指标,本文将杂质移出率作为变量,观察废水处理网络结构的改变,并与前文设计出的优化结构进行对比;最后,环境浓度排放限制是网络设计中的尤为重要的极限数据限制,以环境排放浓度为变量,通过改变其值,来观察废水处理网络结构发生的变化,并与前文设计出的优化结构相比较。第三：水网络设计中,应用水夹点与数学规划结合法,对其进行优化设计。应用水夹点分析法与数学规划法相结合的方法,首先通过水夹点画图找到再生夹点浓度,对水网络进行建模,以新鲜水消耗量最小为目标运用数学规划法,得到最优水网络结构。