[發明專利]一種基于廢水零排放的工業水系統節水優化方法

在審

• 申請號: 202110426706.4
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN112990768A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 侯保燈;宋金峰;劉軍;朱麗姍;肖偉華;王建華;趙勇;陳曉清
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種基于廢水零排放的工業水系統節水優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、構建基于廢水零排放理念的工業用水系統優化模型；

S2、確定工業用水系統優化模型的約束條件；

S3、基于約束條件，采用沃格爾法對工業用水系統優化模型進行優化求解，獲得優化結果；

S4、根據優化結果對工業水系統中的用水路徑進行調節，實現工業水系統節水優化。

2.根據權利要求1所述的基于廢水零排放的工業水系統節水優化方法，其特征在于，所述步驟S1中，構建的工業用水優化系統模型的目標函數為：

式中，x_ij為第i個水源A_i分配到第j個用水子系統B_j的水量，單位為m³/h；C_ij為水源A_i給用水子系統B_j單方水的配水成本單價，單位為元/m³；下標i為水源序號，j為用水子系統序號，且i＝1,2,...,m，j＝1,2,...,n。

3.根據權利要求2所述的基于廢水零排放的工業水系統節水優化方法，其特征在于，所述步驟S2中的約束條件包括供水量約束、需水量約束、供需平衡約束和非負約束。

4.根據權利要求3所述的基于廢水零排放的工業水系統節水優化方法，其特征在于，所述供水量約束為：

所述需水量約束為：

所述供需平衡約束為：

所述非負約束為：

x_ij≥0

式中，a_i為水源A_i的可供水量；b_j為用水子系統B_j的需水量。

5.根據權利要求4所述的基于廢水零排放的工業水系統節水優化方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：

S31、結合企業廢水零排放方案，確定工業水系統中待優化的用水子系統；

S32、基于待優化的用水子系統，確定工業水系統中各個用水子系統的用水數據；

S33、將用水數據代入到工業用水系統優化模型中，并利用沃格爾法對其進行優化求解，獲得優化結果；

S34、對優化結果進行驗證；

S35、將驗證通過的優化結果與工業水系統中待優化的用水子系統的實際生產過程對應，調整其中的用水路徑，實現工業水系統節水優化。

6.根據權利要求5所述的基于廢水零排放的工業水系統節水優化方法，其特征在于，所述步驟S32中的用水數據包括：各個水源A_i給各用水子系統B_j供水時，對應的水量、單價及排水量之間的對應關系，及各個用水子系統B_j的需水量。

7.根據權利要求6所述的基于廢水零排放的工業水系統節水優化方法，其特征在于，所述步驟S33中，利用沃格爾法對工業用水系統優化模型進行優化求解的方法為：

A1、將工業水子系統中的用水數據按照行依次為各個水源A_i及需水量b_j、列依次為各個用水子系統的用水情況x_ij,C_ij及供水量a_i進行列表，基于行與列之間的用水數據對應關系，構建出用水數據表；

A2、計算用水數據表中，各行及各列中最小配水成本與次小配水成本的差額；

A3、在所有行及列對應的差額中，對差額最大者對應的用水子系統按照最小配水成本優先分配水量；

A4、調整剩余水源的供水量或用水子系統的需求量；

A5、重復步驟A2～A4，直到所有用水子系統的需求量均被滿足，即用水數據表中供水量和需水量均為0，將當前各水源的供應量及用水子系統的需求量之間的對應關系作為優化結果。