工业用水系统的动态瓶颈辨识及其解瓶颈策略

工业用水系统的节水性能受制于瓶颈单元，辨识瓶颈单元并对瓶颈单元解瓶颈是显著提高整个用水系统节水性能的关键。用水系统操作参数的调整和拓扑结构的改变都将使用水系统的瓶颈发生动态迁移。动态瓶颈的辨识及其解瓶颈对于提高整个用水系统节水性能具有重要意义。本项目针对工业用水系统，构建动态瓶颈辨识指标，深入分析水系统中动态瓶颈的影响因素，系统研究在用水系统拓扑结构不变时，瓶颈迁移特性及其对操作参数调整的敏感度；以提高整个用水系统节水性能为目标，探究用水系统动态瓶颈的解瓶颈策略，阐释解瓶颈后用水系统拓扑结构变化导致系统瓶颈的迁移机理，揭示解瓶颈前后用水系统拓扑结构变化导致瓶颈迁移的关键因素及影响因素之间的关联度。本项目研究不仅将深化水系统集成理论研究的内涵，对于用水系统的集成优化具有重要的工业应用价值，而且为化学工程、环境工程及其相关领域中所涉及系统的瓶颈辨识和解瓶颈策略提供方法指导和借鉴。

工业用水系统的节水性能受制于瓶颈单元，辨识瓶颈单元并对瓶颈单元解瓶颈是显著提高整个用水系统节水性能的关键。而瓶颈又受到用水系统参数的影响，具有动态的特性。因此，如何辨识用水系统的动态瓶颈及其解瓶颈对于提高整个用水系统节水性能具有重要意义。本项目将工业用水系统的动态瓶颈分为多个静态瓶颈进行研究，采用数学规划的方法，提出了综合考虑用水单元主要参数的用水系统瓶颈指数来辨识用水系统的瓶颈单元，并建立了相应的数学模型来对用水系统进行优化，构建了动态瓶颈辨识的方法；提出了瓶颈迁移指数来考察用水系统瓶颈迁移的特性，并采用该参数对动态瓶颈迁移的趋势进行了预测。同时还研究了用水系统主要因素对瓶颈单元的影响程度和对瓶颈迁移方向进行了预测。本项目还从改变传质推动力和强化用水单元两种方式如何解除用水系统的瓶颈进行了研究。本课题的研究成果将深化用水系统集成理论的内涵，为工业用水系统的集成和优化提供重要的理论支持。