水是生命的源泉.是人類寶貴的、不可替代的自然資派。水資源危機(jī)已經(jīng)成為繼石油危機(jī)、電力危機(jī)之外又一制約中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頤。長遠(yuǎn)來看，發(fā)展淡化技術(shù)，從海洋獲取淡水是解決水資源短缺的重要途徑.反滲進(jìn)膜法海水淡化技術(shù)由于其能耗低，系統(tǒng)安裝維護(hù)相對簡單，目前已得到了廣泛的應(yīng)用。但其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與社會(huì)的期盼值之間.還存在一定的距離，演化水的成本偏高。這說明當(dāng)前的反滲進(jìn)工藝、工程設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)操作等方面仍有很多值裕改進(jìn)的地方。
根據(jù)反滲進(jìn)技術(shù)的特點(diǎn)，以及它在水資派開發(fā)和保護(hù)中的作用，本文對反滲進(jìn)淡化過程進(jìn)行了分析，采用最優(yōu)化方法對反滲進(jìn)淡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。在綜合考慮了多種水渾合理配t和有效利用的羞礎(chǔ)上，提出了同時(shí)考忠多水質(zhì)輸入、多水質(zhì)輸出的反滲透談化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問壓。該系統(tǒng)不僅可以將海水轉(zhuǎn)變成淡水.而且也可以同時(shí)用來處理苦成水和工業(yè)廢水.提高了水的利用率。同時(shí)根據(jù)不同的用途，輸出多種水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了一水多用，復(fù)利用，充分發(fā)揮了水資渾的多種功能。本文主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：
1.對反滲透海水淡化過程進(jìn)行了棋擬和設(shè)計(jì)研究，首先對過程的每個(gè)單元給出了單元操作棋型和相關(guān)的經(jīng)濟(jì)棋型。通過一定的變里將這些棋型相互關(guān)聯(lián)，組成系統(tǒng)棋型.系統(tǒng)棋型主要考慮了一級(jí)流程，一級(jí)兩段流程和二級(jí)流程.以年費(fèi)用最小為目標(biāo)，對反滲透海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)問壓表達(dá)為一個(gè)混合整數(shù)非線性規(guī)劃。將膜組件分為高脫鹽膜，高通t膜.普通膜.低脫鹽膜四種類型。當(dāng)產(chǎn)品水的設(shè)計(jì)要求不同，進(jìn)料水濃度不同時(shí)，采用本文的設(shè)計(jì)方法分別得出了不同的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。當(dāng)進(jìn)料水濃度逐漸降低時(shí)，所用膜的類型逐漸由高脫鹽膜轉(zhuǎn)變?yōu)楦咄?，低脫鹽腆，這些膜的脫鹽率降低，水通盆增大，這說明了進(jìn)料水濃度離時(shí)，脫鹽是主要矛盾，進(jìn)料水濃度低時(shí).水通是主要矛盾。
當(dāng)進(jìn)料水濃度較高，反滲進(jìn)系統(tǒng)需要較商的操作壓力，能盆消耗大.因此換能器效率對年費(fèi)用影響較大。如能t回收效串較高時(shí).采用結(jié)構(gòu)簡單的一級(jí)流程;
2.本文對在不同進(jìn)料水水質(zhì)條件下，不同產(chǎn)品水而求時(shí)，反滲透系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。提出了一種系統(tǒng)化的、集成化的方法對反滲透系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先.采用狀態(tài)空間法給出一個(gè)網(wǎng)狀的超結(jié)構(gòu)描述，這個(gè)超結(jié)構(gòu)包括了所有可行的設(shè)計(jì)方案.它和其它結(jié)構(gòu)相比，不同之處在于:1).假定反濃進(jìn)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)進(jìn)料水入口，進(jìn)料水從第一個(gè)反滲進(jìn)級(jí)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。2).將物流分布集合簡化為物流混合節(jié)點(diǎn)。演水、鹽水物流在增壓級(jí)進(jìn)行視合，在反滲進(jìn)級(jí)進(jìn)行分離。3).超結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)棋型中采用了物流分率，等壓混合約束等技術(shù)手段.簡化了棋型中物流混合、分離的數(shù)學(xué)描述。4).反泊進(jìn)網(wǎng)狀超結(jié)構(gòu)的描述中以功壓交換吞作為能回收裝。
這個(gè)超結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)棋型中采用了物流分率，等壓混合的束等技術(shù)手段，減少了整數(shù)變的數(shù)目和算法的搜索空間，使得棋型的求解更容昌。當(dāng)進(jìn)料水水質(zhì)發(fā)生變化時(shí).可通過改變多級(jí)反浪進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，選擇恰當(dāng)?shù)牟僮鳁l件和膜組件的型號(hào)，獲得具有最大經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品。
