水系統集成優化：節水減排的系統綜合方法(二版)（簡體書）

《水系統集成優化：節水減排的系統綜合方法（第2版）》系統介紹了水系統集成的理論、方法及應用。介紹了單雜質水系統基于圖示法的水夾點技術和常規水網絡的廢水直接回用系統的數學規劃方法，并給出了考慮網絡結構、網絡柔性及不確定性等因素時的集成策略。闡述了具有常規水網絡的廢水再生循環和再生回用系統的優化方法。詳細闡述了具有中間水道的水網絡結構的水系統集成優化新方法，并給出了廢水直接回用系統、廢水再生循環系統和廢水再生回用系統的數學規劃方法以及調優策略。通過水夾點圖分析了如何合理設置節水工藝以取得進一步節水減排效果的方法。結合作者的理論研究與工業實踐，給出了八個水系統集成優化的工業應用實例。作者還將水系統集成技術應用于市政用水網絡的集成優化中。闡述了考慮作為能量載體的蒸汽和循環冷卻水的節約方法；闡述了水系統與能量系統同步優化的多目標規劃數學方法和實例分析方法。最後簡要介紹了一些典型的廢水再生或處理技術。
《水系統集成優化：節水減排的系統綜合方法（第2版）》不僅可作為工程技術人員節水減排的參考書，也可作為化工、環境和土木及其相關專業學生的教材。

《水系統集成優化：節水減排的系統綜合方法（第2版）》不僅可作為工程技術人員節水減排的參考書，也可作為化工、環境和土木及其相關專業學生的教材。

1緒論001
11水資源利用的挑戰與對策001
111水資源的危機001
112水資源的消耗004
113水污染的加劇005
114面臨的挑戰和對策006
12節水減排的技術途徑007
13水系統集成的方法與技術009
參考文獻011
2基本概念013
21用水單元模型013
211用水單元物理模型013
212水量和雜質的質量衡算013
22水源與水阱014
23極限水數據014
24極限水曲線與極限水復合曲線015
241極限水曲線015
242極限水復合曲線016
25供水線與水夾點017
26用水單元的分解017
27廢水直接回用、再生回用與再生循環018
271廢水直接回用018
272廢水再生回用018
273廢水再生循環019
28圖示法與數學規劃法019
參考文獻019
3單雜質廢水直接回用水系統的水夾點技術020
31廢水直接回用系統最小新鮮水目標的確定020
311圖示法020
312問題表法020
32夾點的意義022
33廢水直接回用水網絡的設計022
331用水網絡的描述022
332最大傳質推動力法024
333最小匹配數法026
34改進的極限水曲線030
341具有水損失的用水過程030
342具有水生成的用水過程031
343具有多股水源進料的用水過程032
35同時確定直接回用水系統目標值和網絡設計033
351單水源固定流率問題033
352單水源固定雜質負荷問題037
353多水源固定流率問題039
36多源水網絡目標值的確定041
參考文獻047
4單雜質廢水再生循環水系統的水夾點法048
41廢水再生循環系統最小新鮮水和再生水目標的確定048
411三種典型的用水系統048
412再生循環系統的最小新鮮水目標值049
413再生循環系統的最優再生後濃度050
414再生循環系統的最小再生水流率目標值053
415再生循環系統的最優再生濃度054
416再生後濃度對再生濃度的影響057
417最小再生水流率和最優再生濃度的計算公式059
418采用問題表法確定再生循環系統的目標值062
42廢水再生循環水網絡的設計063
43廢水零排放理論及應用066
431不考慮水損失的零排放水系統066
432考慮水損失的零排放水系統067
433某氧化鋁廠水系統零排放分析073
44改進問題表法確定多水源再生循環水網絡目標值076
45總水網絡合成079
451同時確定再生循環水網絡目標值和網絡設計079
452確定最小處理流率目標值082
453總水網絡合成步驟084
454案例分析085
參考文獻090
5單雜質廢水再生回用水系統的水夾點法092
51完全再生回用與部分再生回用092
52用水系統1的優化092
53用水系統2的優化095
54用水系統3的優化096
55通用計算公式098
56問題表法099
57廢水再生回用水網絡的設計100
參考文獻104
6多雜質廢水直接回用的最優常規水網絡105
61概述105
62廢水直接回用常規水網絡的超結構105
63單雜質水系統的設計方法106
631有關定義106
632最優性必要條件106
633算法設計107
64單雜質系統與多雜質系統的比較108
65多雜質水系統的數學規劃法109
651非線性數學模型109
652數學模型的求解110
66考慮最簡網絡結構的水系統集成113
661優化新鮮水用量113
662優化連接數114
663數學模型的求解116
664實例116
67考慮系統結構柔性的水系統集成117
671水網絡柔性的評價指標118
672水網絡系統的柔性化合成方法118
673實例研究119
68考慮不確定性的水系統集成122
681水網絡的擾動工況及其超結構122
682考慮不確定性的用水網絡的優化設計步驟123
683模型的求解126
684實例分析126
參考文獻133
7多雜質廢水再生循環的最優常規水網絡134
71概述134
72廢水再生循環常規水網絡的超結構134
721用水單元的假定134
722再生循環網絡的超結構134
73廢水再生循環常規水網絡的數學模型135
731優化新鮮水用量135
732優化再生水流率137
733優化雜質再生負荷138
74實例研究139
參考文獻144
8多雜質廢水再生回用的最優常規水網絡145
81概述145
82用水單元分解對水系統的影響146
821用水單元按質量負荷分解146
822用水單元按濃度區間分解147
823分解對再生回用水系統的影響147
83廢水再生回用常規水網絡的超結構149
84廢水再生回用常規水網絡優化的數學模型150
841新鮮水流率的優化150
842再生水流率的優化152
843再生雜質負荷的優化152
844模型的應用153
85實例分析153
參考文獻162
9具有中間水道的水網絡集成163
91具有中間水道水網絡結構的提出及特點163
911常規水網絡存在的問題163
912具有中間水道水網絡的結構163
913具有中間水道水網絡的特點164
92廢水直接回用水網絡的數學規劃法164
921水網絡的超結構164
922數學優化模型的建立165
923實例167
93多雜質單中間水道用水網絡的簡化設計方法173
931中間水道濃度的確定173
932各用水單元節水因子的計算178
933各單元進水流率分配179
934實例180
94基于經驗規則的網絡調優設計方法181
941問題的提出181
942調優設計的步驟與方法182
943實例188
95廢水再生循環水網絡195
951水網絡結構195
952水網絡的超結構196
953數學優化模型的建立197
954實例199
96具有中間水道的再生循環水網絡的簡化設計方法201
961再生濃度的確定201
962簡化設計方法203
963實例204
97廢水再生回用水網絡205
971一般優化模型206
972考慮單元分解的中間水道再生回用水網絡優化211
973單元并聯分解的數學模型211
974單元串聯分解的數學模型215
98混合結構水網絡218
981具有混合結構的水回用網絡與超結構219
982數學優化模型的建立220
983實例222
參考文獻228
10通過改變工藝節水減排229
101概述229
102極限濃度改變的方向分析229
1021增大跨越夾點單元的進出口濃度230
1022減小跨越夾點單元的進出口濃度230
1023改變夾點左側單元的進出口濃度232
1024改變夾點右側單元的進出口濃度232
103雜質負荷改變的方向分析233
1031減小夾點左側用水單元的雜質負荷233
1032減小夾點右側用水單元的雜質負荷233
104節水工藝的采用235
1041空冷代替水冷235
1042汽化冷卻與水冷卻235
1043干法熄焦與濕法熄焦236
參考文獻236
11水系統集成優化的工業應用實例237
111水中雜質種類與極限濃度的確定237
112某氯堿廠水系統集成優化238
1121現行水系統概況238
1122現行水系統用水狀況分析238
1123水系統集成優化方案240
1124節水成效243
113某催化劑廠水系統集成優化243
1131現行水系統概況243
1132初始水網絡的生成245
1133廢水回用方案的可行性實驗245
1134實驗結果分析246
114某煉油廠水系統集成優化248
1141現行水系統概況248
1142現行水系統用水狀況分析249
1143水系統集成優化方案249
115某合成氨廠水系統集成優化253
1151現行水系統概況253
1152現行水系統用水狀況分析254
1153水系統集成優化方案255
116某氧化鋁廠水系統集成優化261
1161現行水系統概況261
1162水系統集成優化方案262
117某造紙廠水系統集成優化267
1171現行水系統概況267
1172關鍵雜質濃度的測定268
1173水系統集成優化方案268
118某啤酒廠水系統集成優化273
1181現行水系統概況273
1182現行水系統用水狀況分析273
1183水系統集成優化方案274
1184對水系統進行直接水回用的分析277
1185考慮直接水回用的節水成效279
參考文獻279
12間歇用水網絡的集成與優化280
121概述280
122間歇用水網絡的特點及其集成方法280
1221間歇用水網絡的特點280
1222間歇用水系統的緩沖儲罐281
1223間歇用水系統的再生循環與再生回用282
1224間歇用水系統的調度優化282
123間歇用水系統操作周期的優化283
1231概述283
1232問題的描述283
1233用水系統的超結構模型284
1234數學規劃模型284
1235計算實例285
124廢水直接回用的間歇用水網絡優化288
1241具有中央儲罐的間歇用水網絡288
1242數學規劃模型288
1243單雜質用水網絡的實例290
1244多雜質用水網絡的實例293
125間歇用水系統與集中再生單元的協調優化295
1251問題的提出295
1252超結構模型296
1253間歇用水網絡中時間節點的劃分296
1254新鮮水量、再生水流率和儲罐容積的最小化297
1255計算實例302
126多雜質間歇用水系統的并聯連續再生循環305
1261問題的提出305
1262超結構模型305
1263數學規劃模型306
1264計算實例309
127間歇用水系統的近優化運行與操作窗口312
1271操作窗口312
1272間歇用水的操作窗口及其獲取方法313
1273計算實例314
參考文獻316
13市政用水網絡的集成與優化317
131市政用水節水概述317
132市政用水網絡的特點318
133市政用水網絡的集成優化模型319
1331城市區域水回用網絡的特點與用水單元的超結構319
1332半連續的間歇用水單元水回用網絡優化模型320
134市政用水網絡優化的實例321
1341用水時段的劃分321
1342用水單元極限數據的獲得322
1343模型的求解結果與分析325
參考文獻325
14作為能量載體的用水系統優化327
141通過能量系統優化減少蒸汽和冷卻水用量327
142冷卻器網絡的優化327
1421循環水系統及并聯設計的冷卻器網絡327
1422串聯設計的冷卻器網絡的最優化的夾點法329
1423循環冷卻水最小目標值的確定331
1424采用水夾點法設計最大回用冷卻器網絡336
1425無夾點時冷卻水網絡的設計339
1426采用數學規劃法設計循環冷卻水網絡342
1427具有中間水道的循環水網絡結構347
143冷凝水的回收349
144改直流水為循環水350
145循環水的節水措施351
1451減少循環水在循環過程中的損失351
1452合理控制循環水溫升351
1453循環水循環倍率的合理確定352
1454循環水的混合補水方式352
參考文獻353
15考慮能量性能的水系統集成354
151問題的提出354
152換熱網絡的超結構及約束條件354
153水系統與能量系統同步優化的多目標規劃數學模型356
1531總新鮮水用量為主目標356
1532公用工程用量為主目標357
1533以系統經濟性為總目標358
1534水系統與能量系統同步優化計算實例359
154具有較好能量特性的水網絡的特點359
1541水網絡能量性能差異的物理原因分析360
1542具有較好能量性能的水網絡的特性362
155具有較好能量性能的初始水網絡的生成362
156水網絡能量性能的調優365
1561非等溫混合對網絡能量性能的影響365
1562以不增加公用工程量為目標的混合規則366
1563具體調優方法368
157具有較好能量特性的水網絡設計實例368
1571利用改進後的水網絡模型和換熱網絡模型相結合方法369
1572利用改進後的具有較優能量特性的水網絡模型方法372
參考文獻373
16廢水的再生處理技術374
161廢水的特性與再生處理374
1611廢水的特性374
1612廢水的再生處理方法與分級376
1613廢水處理流程的確定376
162廢水的再生處理方法378
1621物理法378
1622化學法381
1623 物理化學法384
1624生物法386
參考文獻389
附錄390
A水系統集成優化對水平衡測試和水質調查的要求390
A1水平衡測試和水質調查的重要性390
A2水平衡測試表390
A21水的分類與定義390
A22水平衡測試表391
A23水平衡測試表的填寫說明391
A3水質調查與估計394
A31企業中需測試水質的水流股394
A32水質的預估394
A33極限水數據估計的簡化方法394
A34水質調查表394
B《用水網絡設計與優化》軟件介紹395