加工工业中的零排放的解决方案文档格式.docx

1、零排放设施的优点和缺点目前正在认真考虑和讨论。液体零排放最小化淡水消耗的化妆，因此，它应有助于缓解淡水供应的限制在另外的地方，它是稀少或昂贵。消除液体排出将无须以符合日益严格的环保限制。购买水和废水处理和处置成本可以显着;因此，储蓄与最小的化妆水和废水流动可以证明资本支出，以尽量减少，如果不能完全消除，废水流入。房地产液体零排放可以节省钱在新设施建设的费用，因为地点近一个合适的接收水路不会是必要的。此外，液体零排放，有助于赢得社会的信任和支持，并显示灵敏度环境。另一方面，有时缺点，实现零排放包括经营成本较高，由于水处理的程度，它是适合重用，或更高的资本在改造成本，由于管道的大规模重组和处置安排

2、的项目固体废物的产生，但是，在某些情况下，固体可出售额外带来废物产生收入除了解决处理的问题。污水回用的问题已经受到关注从几个研究人员。分析的实践第一次由 1980 年的教授梅田（ 塔卡马，1980年），但该字段欠更正式的存在，到的创业埃尔的工作（1989） 在中质量交换网络。这些开创性的贡献由王和史密斯被拾（1994a） 和应用对此问题的详情。随后的列表工作是广泛的和可以从最近一次获得审查（班节思，2000年）.污水回用的问题已收到几个研究人员的关注。（塔卡马等人，1980年），1980 年，按梅田教授首先分析实践，但该字段欠更正式的存在，到埃尔 （1989年年） 质量交换网络中的开创性工作。

3、王和史密斯 （1994a） 由拾这些开创性的贡献并将其应用到此问题的详情。以后的工作列表是广泛的可以从最近一次检讨获得。王和史密斯（1994b） 此外介绍了使用它是指以局部处理的再生水进一步促进重用，但他们集中在系统上无水的回收。因此，零排放被排除在外。提交针对整体淡水最小化模型其中包括有和无的再生回收。从这篇论文的结果表明，零液体排放是可行的只有再生具有出口浓度这就是足够小。否则，回收可能存在，但排液不彻底消除。此外，这些目标模型后得到解决，几种选择方案的探索可以尽量减少投资由于问题有很多解决方案的成本相同的淡水消费。 王和史密斯（） 1994b，还介绍了使用的再生水，这是指局部处理，以便进

4、一步重用，但他们集中于没有水回收系统。零排放，因此，被排除在外。 提出了整体淡水最小化，其中包括与无回收再生的靶向模型。从这篇论文的结果显示零液体排放是可行的只有再生具有足够小的插座浓度。否则为回收可能存在，但排液不彻底消除。此外，这些目标选择的模型解决之后，可以投资成本降到最低，因为这个问题有很多解决方案具有相同的淡水消费探讨几种选择方案。王和史密斯 （1994b），还介绍了使用的再生水，这是指局部处理，以便进一步重用，但他们集中于没有水回收系统。 斯尔维 和 班洁思 2001 年） 提出了整体淡水最小化，其中包括与无回收再生的靶向模型。这份文件是基于这些事态发展和研究中单圈的零排放的可能性

5、和多个污染物的情况下，以及错综复杂这些结构。单目标选择模型污染物系统进行审查，和三个单污染物的事例： 水管理三甲酚磷酸厂、 乙基氯化物的植物，和纸磨过程中。最后，炼油厂的示例，其中是多个的污染物系统，进行了分析。零液体放电炼油厂的可能性（多个污染物案例） 学习使用新的迭代过程，现在的一个扩展出现的是里瓦斯（2000）。此方法多个污染物系统是简要回顾了在这纸和它使用必要的优化和线性在一个高效的设计过程中产生的条件，通过计算可靠。为零的可能性检查所有这些案例研究中的放电的使用可用的处理技术。这份文件基础上这些事态发展和单个和多个污染物的情况，以及错综复杂的这些结构中圈的零排放的可能性的研究。针对模

6、型单杂质系统进行审查，和三个单杂质的事例： 水三甲酚磷酸厂、 乙基氯化物的植物和纸磨工艺管理。最后，一个炼油厂的例子，是多个的污染物系统，进行分析。炼油厂 （多个污染物案例） 零液体排放可能性被研究使用新的迭代过程，是的班洁思和里瓦斯 2000 年） 提出的一个延伸。这一方法多污染物系统本文简要回顾了和它使使用必要的优化与线性条件的计算上可靠有效的设计过程中造成。在所有这些案例研究中的零排放的可能性被审查使用可用代职。2.问题陈述和数学模型在此部分中，确定可行性的问题零液体排放的解决方案在构成数学规划的框架。2.1.问题陈述指定一组用水y水处理过程和设置的处理流程，它以确定所需一个水流之间的互

7、连的网络流程，以及过程与治疗单位，使整体淡水消费是最小化或者完全消除的情况下，虽然每进程接收质量足够的水。由于液体排放量是相同淡水量消耗的目标为尽量减少整体淡水消费，问题陈述中所构成，也减少了排液。因此，解决这个问题的办法回答零液体排放的可行性。问题陈述和数学模型在这一节中的，确定零液体排放解决方案的可行性的问题被造成中数学规划的框架。 2.1.问题陈述给予一套水、处置的过程和设置的治疗过程、 欲确定的水溪流的进程之间的互连的网络和之间的流程和治疗单位，以便整体淡水消费是最小化或者完全消除，虽然每个进程的接收质量足够的水。由于液体排放量是相同的淡水量消耗，目标是尽量减少整体淡水消费，带来了问题

8、陈述中，在最小化排液。因此，解决这个问题的解答零液体排放的可行性。 2.2.解决方案的过程此问题的解决方案假定恒负载污染物的删除过程和限制对进口和出口中污染物的浓度同一样被构成的王和史密斯（1994a），并稍后使用的插座浓度限制腐蚀、 污垢、 最大的帐户溶解性，等等，而在入口设置为限制总通过进程的流量。此外，不同的解决方案单个和多个污染物的程序系统还在职，按 斯尔维 建议的和班洁思（2001） 和 班洁思 et al.（1999）,分别。前一种方法使用必要的条件最优性虽然后来利用的组合搜索，连同必要的条件解决这个问题，使用线性模型的最优性。我们现在介绍详细的数学模型。2.2.解程序这一问题的解

9、决方案假定恒负载的进程，删除的污染物和王和史密斯 1994A） 所带来的并由 斯尔维 和 班洁思 2001 年），班洁思.（1999年年） 以后使用相同的方式限制进口和出口的污染物的浓度。插座浓度限制帐户腐蚀、 污垢、 最大的溶解度等，而在入口设置为限制总的流量通过进程。单个和多个污染物系统进一步、 不同的解决方案程序还在职，作为分别提出的 斯尔维 和 班洁思 2001 年） 和 班洁思 （1999年年）。前一种方法使用最优性必要条件，而后来使得使用组合搜索随最优性必要条件的解决这个问题，使用线性模型。现在，我们描述的详细的数学模型。2.3.单杂质系统的程序利用必要的由 斯尔维 开发的最优性，

10、条件和班洁思（2000）以获取下列的线性模型对于单杂质系统。2.3.单杂质系统斯尔维的程序和班洁思（2001） 利用最优性，由丝尔维和班洁思 2000 年），以获得以下的线性模型的单杂质系统开发必要的条件。 2.3.单杂质系统以获得以下的线性模型的单杂质系统开发必要的条件。此单个组件模型是严格和没有除上述假定的常量负载和最大的进口和出口逼近浓度。此问题的解决方案提供了淡水消费以及间每个进程的废水回用。然而，这模型不包含任何再生或治疗过程。污水水 （Fj，出） 从每个过程假定将合并到一个流，其中是用前适当的治疗技术治疗放电。这项计划也被称为集中的处理或管端治疗。斯尔维 和 班洁思（2001） 此

11、外显示，这个问题通常有几个另类（退化） 解决方案和提供的手段确定这些解决方案，最大限度减少的资本成本。具体来说，他们提出的第二阶段目标函数最小化的数目连接或他们的线性组合，是管道的成本，同时限制的简化的替代淡水消费为目标的值。（1） 此单个组件模型是严谨，有没有逼近以外的常量负载和最大的进口和出口浓度的上述假定。此问题的解决方案提供了每个进程的淡水消费以及进程间废水回用的。但是，此模型不包含任何再生或处理过程。污水水 （Fj、 出） 从每个工序假定将合并到一个流，治疗出院前适当的治疗技术。这项计划也称为集中的处理或管治疗结束。 斯尔维 和 班洁思 2001 年） 也显示此问题通常具有几种替代

12、（退化） 解决方案，并提供手段来确定，这些解决方案的资本成本降至最低。具体来说，他们提出了第二阶段目标函数减少连接或他们的线性组合的数目，是简化的替代方案 pi. （1） 此单个组件模型是严谨，有没有逼近以外的常量负载和最大的进口和出口浓度的上述假定。具体来说，他们提出了第二阶段目标函数减少连接或他们的线性组合的数目，是简化的替代方案 pi 斯尔维 和 班洁思（2001） 还提议延长（P1） 纳入分散的处理事实证明这一新模型也是线性和。线性度被通过固定在处理的水浓度最低的可能值，最小化的淡水要求。处理水的下界从处理技术获取浓度限制。该模型是：斯尔维和班洁思（2001 年） 亦建议延长 （P1）

13、 纳入分散处理和证明这一新模型也是线性。线性度实现最低的可能值，最大限度减少淡水的要求，厘定处理的水的浓度。从治疗技术限制获取处理的水浓度的下限。与再生的线性模型（P2 的问题）,提供了一个指标的淡水（）这获得从 P1。因为具有相同的多个解决方案淡水消费是可能的一个第二个阶段，添加再生的总成本降至最低，作为如下所示：再生 （问题 P2） 的线性模型提供了一个的淡水 （a） 项的目标，从 P1 获得。多个具有相同的淡水消费的解决方案是可能的因为添加第二个阶段，再生的总成本降至最低，如下所示：P3s再生成本 分平衡质量与组件在此模型中，再生成本有直接关系总的流量，后一种情况的条件以上问题允许从一个

14、进程回收另一和，因此，适合确定零排放解决方案。然而，斯尔维 和 班洁思（2001） 允许的拟议附加约束找出解决办法，而不是的回收在这种情况下不重要因为回收零液体排放是必不可少的。资本成本最小化，在第三阶段（斯尔维 和 班洁思，2001）。他们推出了二进制变量，它代表了可能的互连，尽量减少进口、 出口和相互联系的总数使用为目标的进程之间淡水（） 和再生成本（b） 所提供的问题（智商2 （） 和（智商3 （） ，如下所示：上述问题允许到另一个进程从回收，并因此，适合确定零排放的解决办法。不过，斯尔维 和 班洁思 2001） 建议允许回收回收，因为，这种情况是不重要的解决方案鉴定的附加约束对零液体排

15、放至关重要。在第三阶段 斯尔维 和 班洁思个，共2001年），资本成本最小化。他们推出了二进制变量，表示可能的互连，尽量减少进、 出口及使用 （a） 淡水的目标和成本的再生的进程之间的相互联系的总数 （b） 和提供的问题 （智 上述问题允许到另一个进程从回收，并因此，适合确定零排放的解决办法。他们推出了二进制变量，表示可能的互连，尽量减少进、 出口及使用 （a） 淡水的目标和成本的再生的进程之间的相互联系的总数 （b） 和提供的问题 （智商 2） （智商 ），如下所示：模型的层次结构如下：淡水的使用情况和总经营成本单杂质系统是第一次获得的解决P1 的问题。下一步，P2、 P3、 P4 的问题得

16、到解决在获得分散的处理计划的序列。占经营成本因此包括淡水成本、 再生成本和之前的最后的治疗成本放电，当它适用。2.4.多个污染物系统的程序班洁思 et al.（1999） 发展建设性解决多个污染物系统与过程集中或管端处理方案。这过程基于一个组合搜索凡所有可能最大重复使用系统的结构是分析树类型的方式使用分支和绑定的策略。在此过程中，最大的再利用结构定义为在其中一个重用序列由给流型的每个进程的连接最大的污水回用，或相等，通过最小化淡水消费的每个进程的是逐个进行分析。这通过以下线性规划问题：总结，模型的层次结构如下：淡水的使用情况和总营运成本的单杂质系统由第一次获得解决问题P1。下一步，解决问题，P

17、2、 P3、 P4 的序列获取分散的处理方案。因此经营成本总额包括淡水的成本、 再生成本和最后的治疗成本才排放，当它适用。 2.4.程序开发多个污染物系统班洁思 （1999年） 的建设性的解决具有多污染物系统过程集中或管治疗计划的结束。此过程基于凡树类型的方式使用分支和绑定的策略分析了所有可能的最大重复使用结构系统的组合搜索。在此过程中，最大的重用结构定义为连接每个进程的流动模式发出之最大污水回用，或相等，通过最小化淡水 co 的重用序列. 总结，模型的层次结构如下： 2.4.程序开发多个污染物系统班洁思 et al.（1999年年） 的建设性的解决具有多污染物系统过程集中或管治疗计划的结束。

18、在此过程中，最大的重用结构定义为连接每个进程的流动模式发出之最大污水回用，或相等，通过最小化淡水 co 的重用序列.因此，在不同的序列中排列过程和每个进程中解决问题 P5污水流量和浓度作为数据使用的序列先前已解决的进程。这程序扩展至分布式的处理系统其中一个分散处理的 班洁思 和 里瓦斯（2000）。同样的树搜索方法是使用，包括进程，以及分散处理单位为每个节点重复使用序列。每个重复使用结构评价涉及两个以上问题的主要允许从一个进程回收另一和，因此，适合确定零排放解决方案。他们推出了二进制变量，它代表了可能的互连，尽量减少进口、 出口和相互联系的总数使用为目标的进程之间淡水（） 和再生成本（b） 所

19、提供的问题，如下所示： 总结，模型的层次结构如下：2.4。 过程多污染物系统班洁思 （1999） 发展建设性解决多个污染物系统与过程集中或管端处理方案。这通过继线性规划问题： 因此，在不同的序列中排列过程和每个进程中解决问题 P5污水流量和浓度作为数据使用的序列先前已解决的进程。每个重复使用结构的评价分为两个主要步骤： 第一，所有的连接的流态上游工序的分散的处理单位确定通过应用，节点的节点，最大值重复使用规则（P5） 和切割标准，因为它们是发达国家通过 班洁思 et al.（1999）。第二步需要发展的迭代算法确定连接的所有流动模式分散处理的下游流程单位。我们为每个修改最大重复使用规则班洁思

20、和里瓦斯提出的下游流程（2000） 包括多个分散的处理到重用的结构。新的版本是： 当将分散的处理单位包括在重用结构，进程，之间流动之间处理单位和进程，并从要考虑的另一个具备一个处理装置这修改模型。在上述的制定，水处理装置的浓度（C ） t k , s 出未经处理的组件的融合，这样： 这一方法的完整详细信息给其它地方和 班洁思，2002）。我们集中在此应用程序中的文件。3.案例研究以上四个工业使用模型讨论不加 最低浓度可能为那些在固定的情况下进行了优化组件的处理 ；对于其他组件，浓度是假定的值，这被固定的更新整个迭代。对算法进行出之前的假定和计算迭代从所有单位的治疗水浓度然后添加治疗的效果比较的

21、单位。不同管的结束和再生每宗个案，确定在分析了配置最小的液体流量可能的与总实现这一目标所需的经营成本。此外，对不同再生浓度的影响淡水量消耗，废水的量重新生成，并讨论了总成本。工业案例研究： 三甲酚磷酸工艺和乙基氯化物过程（取自埃尔-Halwagi1997）纸磨工艺（特里帕蒂。 3.1 案例 _1： 三甲酚磷酸厂磷酸三甲苯酯是阻燃剂生产从混合苯酚和二甲酚。火焰阻燃剂在 PVC 灵活、 纤维素常用硝酸盐、 乙基纤维素涂料、 和各种橡胶。磷酸三甲苯酯被净化过程中删除未反应的原始材料，甲酚。进程合并两个垫圈净化产品，两个洗涤器和光晕密封罐的去除从烟气污染物。表一列出允许饲料和污水甲酚浓度为每个进程，并

22、允许的污染物负荷。光气体或油治疗可能用于再生。最小治疗单位插座浓度和成本表 2 所示（1997 埃尔）。相同中所示，表 2 用于治疗单位结束管处理后才排放。排放限值甲酚废水中的浓度是 5 ppm。自油治疗可以只清洁 40 页/分钟，最小水必须进一步治疗使用轻气治疗以满足排放限制。虽然轻的气体治疗可以清理到最低 3 p p m，水这种待遇用作时都打扫只到 5 ppm管端治疗，从而减低营运成本。淡水的成本和其放电是 1.5 吨。无重复使用要求的最低淡水和与管端治疗上面的数据是 22.153吨经营成本，包括淡水和结束管的这种情况下的处理成本是 4.386 万元年。管结束治疗是遵循的油处理由光气体处理

23、。优化的系统，获得解决 P1，凡水重用和管端治疗计划是受雇、 图 1 所示。此优化的网络在保存 10.8 吨的结果 的淡水相比没有重复使用网络（淡水节省 48%）.成本的淡水和废水处理方法是减少 3.296 万元yyr.在网络中，一个再生步骤将列入在图 1 中所示的淡水消费将进一步降低。最小的淡水消费，可以通过使用轻型天然气和石油的处理方法再生是 8.82 和 9.029 吨分别。从再生水出口浓度单位被维持在最低的可能值，即 3和轻气和油治疗，分别为 40 ppm。的经营成本，其中包括淡水、 雷格纳地层和管端治疗成本，是 3.557 元和3.057 万年与轻气和油治疗，分别。使用轻瓦斯获取网络

24、和图 2 所示作为再生油处理和3，分别。请注意，图中的网络的运行成本。2 是 0.261 万元年高于网络图 1。然而，淡水消费下降从 11.385 到 8.82 吨因为过程 2 已最大的进口浓度为零，这是绝对淡水最低消费（除非新的治疗是在淡水的生产带来了）。对另一方面，当油处理用于再生（图 3） 节省 0.239 万元年操作相比在图 1 中的网络的成本被实现。但是淡水消费不是最小值可能的值（8.82 吨）.我们还调查了不同电源插座的影响处理装置的浓度。由此产生的变异淡水消费量的水的再生浓度与再生水是无花果 4 和 5 中显示的。在高再生，浓度的淡水消费是 11.385 吨，相同的淡水没有再生过

25、程的要求在网络中（图 1）。再生不需要如果水不能治疗浓度低于 76 页/分钟，这是最大的进口浓度1 的过程。因此，没有需要治疗。通过再生股流率经历最大。但是，此最大值不会发生当成本进行分析。当处理水后使用浓度低于 76 ppm，再生水76 洗 I.之间和 38 ppm，量水再生稳步增加，因为增加低浓度水的要求。在同一时间淡水消费也稳步减少，而不是作为再生的水淡水。约 38 p p m 浓度的再生的水系统需要 8.82 吨淡水，而是发送到淡水的水消费过程（） 洗二。因此，虽然再生的水的浓度可降至38 ppm 下面这并不会降低淡水消费。另一方面，与可用性再生水的浓度低于 38ppm，水量再生稳步下

26、跌，因为它有更高的质量。图 6 和 7 显示再生及总经营成本变化的浓度与再生天然气和石油的处理的水。在浓度以上 76 ppm 没有再生的水使用，所以总经营成本将是淡水成本的总和，管端治疗成本。浓度为再生水跌幅淡水的要求在再生的 76 ppm，是最大的进口浓度中删除的跌幅和负载的1 的过程。浓度为再生水跌幅淡水的要求跌幅和负载在再生再生中删除进程也是恒定的。因此，再生成本和经营成本总额不更改要么。在像这样的情况下，管端治疗再生组成相同的处理技术其中一个可能会考虑使用从水结束管直接处理，而不是使用单独的中级再生的单位。此选项也被探讨对于三甲酚磷酸厂和它是发现，期权成本近多作为再生油治疗，但可以确保最小的淡水消费可能。图 8 显示了使用的网络的从水管端治疗无中间体循环再生过程。最小的淡水消费是 8.82 吨、这是治疗过程被认为淡水消费的要求API 重力分离器，活性炭吸附（ACA）、 RO、 雪佛