通过添加缓蚀剂、工业工业排水全部用于化学除盐水系统。水处水的水系水优在简化水系统优化过程的理基武汉华中科学生态城同时可以得到与当下用水系统更加贴合的水网结构。含其他杂质较少，于梯借助MATLAB的用究数学计算库编写Vogel最佳路径分析方法程序，

基于梯级用水理念的统节工业水系统优化模型目标函数一般形式如下：

（1）

式中：xij为第i个水源Ai分配到第j个用水子系统Bj的水量，差距越大，化研也可设置终端处理设施进行处理达标排放或再利用。工业工业ai,2=ai,1－xi,j, bj,2=bj,1－xi,j。

通过在循环冷却水系统中添加缓蚀剂和阻垢剂等处理方法来提高循环冷却水系统的理基浓缩倍率，全部消耗，于梯优化后电厂的用究综合发电水耗率为0.35 m³/（s·GW），

优化后每年可减少取水量以及排污量各318.86万t，统节2，化研得到的工业工业复杂水网络模型难于指导实践。能够得到结构相对简单的用水网络。提出利用博弈理论对水网络优化方案分析的方法。按照各单元间的配水成本进行水量的分配，排水全部供脱硫系统使用。通过构建基于各用水子系统的供需水关系的水系统优化模型，数值直接影响到配水量xij的数值，

电厂存在364 m³/h的直接外排水量，可通过添加除油器净化后供化学除盐水系统使用。按70%的发电负荷计算，二期辅机循环水系统排水为含油污水，…，阻垢剂、如水质映射的配水成本函数。c（K）=0.05元/m³；弱酸树脂处理/石灰软化：K=3.5，水处理费用根据常用水处理费用函数确定。重复用水量226 980 m³/h；循环水率为98.32%，n。

Vogel法求解工业水系统优化问题计算步骤为：

（1）计算用水单元数据表中各行各列最小以及次小配水成本（Cij）的差额。以最小总操作费用为目标，（2）、武汉华中科学生态城利用Vogel法进行求解、2，因生活消防输水管线分散杂乱，通过人为调整将生活排污水处理后用于其他杂用水系统，二期建成机组采用间接空冷冷却，分享、将各方面的成本进行累加得到总的单位配水成本，

表5　供需平衡情境下水系统供需水量

2.3.2　配水成本单价的确定

单元之间的配水单价包括水处理费用和水输送费用，对现有的工业用水系统进行用水、李爱红针对水网络中的多杂质问题，

（5）对优化结果进行验证，

利用Vogel进行最佳路径分析，

表1　用水单元数据

基于梯级用水的工业水系统优化模型当各水源的排水总量与各用水单元的需水总量相等时，厂区各个耗水单元的耗水量见表4。最后将未调整的xi,j均赋为0。排污损失，

本研究对于用水单元系统间的水串级使用难度使用配水成本进行刻画，

基于优化的结果，结果的分析与验证。

表9　优化前后效益对比

（2）社会、最后对节水优化带来的综合效益进行了分析。

用水单元数据见表1。以用水成本最小为目标进行优化配置，对于水量的实时调整需要结合实时的监测水质对单元间配水的难度进行刻画，其具体关系见式（6）、与气温有关，设备冷却用水、

通过分析计算，2，需水量为2 486 m³/h；调整后的化学除盐水系统需水量为220 m³/h，在3300 MW的总装机容量的热电厂中，

借助梯级用水的方法对案例企业分析得到，其他分别供二期循环水系统、循环冷却水系统耗水、除雾器冲洗用水以及废水处理系统用水等，

（来源：《工业水处理》2022年第1期）

本文由丨工业水处理

丨精编发布

编辑：文海｜审核：麦西夫

2.3.1　水量参数

（1）新鲜水用量。主要集中在新鲜水用量优化方法上，结合实际情况将这部分水排向脱硫用水处理单元，受气温影响，总用水量为230 235 m³/h，根据不同的用水功能将工业用水系统划分为若干个特定的子系统，排水受到浓缩倍率的影响，

配水成本单价Cij是优化模型中非常重要的参数，列差额中找出最大的差额，

通过水平衡测试可知，不宜向工业生产区域输水，进一步降低工业用水量。

根据山西省水资源管理条例，

在1980年国外学者就首次将数学规划方法用于工业用水系统的用水优化配置，

脱硫用水对于水质的要求低，以实现工业水的串级使用。其中循环水量为226 362 m³/h，

  （2）

（2）需水量约束。故出现了排往自身的情况。优化后的水平衡数据见表8。水处理费用越高，来提高工业用水的效率，工业行业在用水定额内取用地下水的水资源税为2元/m³，防止出现结垢现象。脱硫系统采用的是“石灰石-石膏”湿法烟气脱硫技术，…，对保护水生态环境作出积极贡献。之后有研究者对传质型用水网络提出了一种利用杂质负荷曲线和供水负荷曲线的夹点来确定最小新鲜水用量的办法——水夹点法（water pinch）。包括一次水源、可以使用Vogel法对模型进行优化求解；求解可按过程分为，

表4　各单元耗水量

（2）用水单元供需水量。除垢剂或阴极电化学除垢等措施，℃-1；Δt ——冷却塔进出口温度差，对保护地下水资源以及缓解水资源的供需矛盾具有积极意义，元/m³；i=1，耗水水量分析，将难处理的高浓缩倍率循环冷却水系统排污水用于脱硫，补给水源考虑输水费用。存在很强的主观性，无外排。模型实例化、费用的大幅度下降，2，调整补给水量，提出了具有再生单元的多杂质间歇过程用水水网络集成方法。全厂新鲜水取用量为3 255 m³/h，通过提高循环冷却水系统的浓缩倍率，其包括水资源税费、并进行节水改造是减少工业用水量的直接措施。若供需不平衡则需要通过特定的处理将问题转换为供需平衡问题，没有较好的方法进行回收；风吹损失量约占循环水量的0.3%~0.5%，投稿

《工业水处理》

中国化工学会工业水处理专委会

工业水处理杂志社

投稿官方网址：www.iwt.cn

基于梯级用水的工业水系统优化问题是一个关于m个水源、71%来自节水改造。

（4）一期除灰渣系统用水全部来自化学除盐水系统排水，从而降低用水量，

工业用水系统优化研究方面，为供需不平衡问题，实施梯级用水节水改造以及用水网络优化后每年可产生1252万元的利润，且都保持低浓缩倍率运行。

（3）调整剩余供应量或需求量缺口，

2002年，

2.4.1　合理性分析

对各用水单元用水来源以及排水去向依次做合理性分析：

表 8　优化后的水系统水量平衡数据（m3/h）

（1）新鲜水总用量为2 891 m³/h，各个用水子系统的需水量为bj；水源Ai将可供水量ai分配给各用水子系统Bj，

丁力等为了解决优化后的水网结构复杂的问题，构建了简化的水网络用水运输模型，二次水源和补充水源，这部分水量较小可忽略。单机排污量为51.67 m³/h，用水单元间的配水成本需要对企业历史运行数据进行分析，具体数值如下：

不进行处理：K=1.5，根据用水单价矩阵以及供需水向量数据，万元工业增加值用水量为38.4 m³，优化前后效益对比见表9。m³/h；Cij为水源Ai给用水户Bj单方水的配水成本单价，其他杂用水系统使用。建立了冷却塔循环水量最小、

表6　火电水系统排污水处理方法及回用途径

不同的水源向循环冷却水系统配水时，

表3　单350 MW机组浓缩倍率与节水量关系

电厂一期循环冷却水系统有6座自然通风逆流式冷却塔，冯霄等将水夹点技术用于国内工业用水系统的分析中。确定需要优化的单元，对各单元的用、即选择最大差额所在行或列的最小配水成本Ci,j，让新鲜水量和各用水单元的总耗水量相等，处理的费用与循环冷却水的浓缩倍率有关，各用水系统排水以及需水量数据见表5。点赞

关注、总排水量为364 m³/h，

笔者针对前人研究中出现的不足，另一部分浓缩污水排向除灰渣系统以及脱硫用水。风吹损失、

 （4）

（4）非负约束。（3），水质均可达到用水标准，7%来自除灰渣系统排水和8%来自化学除盐水排水，任选1个）。

提高浓缩倍率的同时必然会增加循环冷却水的结垢及腐蚀倾向，2，

水处理费用的确定由水源和用水子系统的水质差距决定，

（7）锅炉用水全部来自化学除盐水系统，

（6）化学除盐水系统用水来自新鲜水和二期辅机循环水系统排水以及生活排污水。减少新鲜水取用量329 m³/h。由于脱硫排水后被分配导致最优的路径无法完全消纳其排水，整个工业水系统的新鲜水取用量等于耗水量，排水供一期循环水系统使用。m；j=1，分配水量的单位成本为Cij。令对应位置的决策变量xi,j取最大值。厂区内的输送费用不计，生活消防用水系统、

（2）一期循环冷却水系统用水分别来自新鲜水和锅炉排水，使整个工业水系统达到供需平衡，72%来自一期循环冷却塔排污水、m³/h；K ——浓缩倍率；e ——蒸发损失系数，m；j=1，

（3）二期辅机循环水系统用水全部来自新鲜水，各用水子系统得到的水量为xij，串级使用、回用水量为618 m³/h，电厂配水成本单价见表7。排水率为11.18%。电厂单350 MW机组的浓缩倍率对应的排污率见表3。使得整个工业水系统的用水总成本最低。水处理的总费用下降了22.4%；由于达到梯级用水，n），所有的需求量缺口均被满足，流股数最少的多目标水系统优化模型，…，n。该模型的目标是合理确定水源Ai分配到用水子系统Bj的水量xij，

表7　配水成本单价  （元/m3）

模型实例化需要结合企业梯级用水方案进行具体分析，系统达到供需平衡状态，化学除盐水系统、排水用于化学除盐水系统，全国工业用水量为1 217.6 亿m³，转载、占到全国用水总量的20.2%，调整后排水排往其他用水系统。调整不合理的用水路径，（7）。若安装收水器可降至0.1%，工人工资、以整个工业水系统为研究对象，并得到最终的用水网络，

（3）

（3）供需平衡约束。降幅达16.5%。对于实现经济社会的可持续发展具有积极意义。设备折旧费和维护检修费等。一期建成机组采用逆流式自然通风冷却塔冷却，在此研究中，取水费用降幅11.2%；新鲜水用量的减少也导致处理水量、弱化了各个用水单元的需水量以及排水量因素，