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膜组件的定期清洗是防治膜污染的主要措施之一

  在反渗透海水演化过程的棋拟和工艺设计墓础上,进一步对一级反渗透系统的清洗时机问理进行了研究。本文以规划期内总操作费用最小为目标,提出了新的污染棋型.给出了油洗的判据.建立了浪洗规划傲型,将清洗策略问压表达为一个混合整数非线性规划(MINLP)。用这种方法对一个一级反沙透系统的操作、润洗维护进行优化,计算结果给出了该系统在五年规划期内的.优操作和油洗策略,最优单元数为两个单元。在不同的反渗透系统中,最优单元数依赖于清洗的固定费用,每个膜组件的清洗费用.以及整个反渗进系统膜组件的数t。实例计算结果表明,这种策略对于优化寿命为3石年的膜组件的清洗维护是有效的。

  在工艺优化和操作优化的基础上,对考虑膜组件清洗及更换的反渗透系统的优化设计进行了研究。由于影响一个反渗透系统正常运行的主要因索是膜污染,它引起的操作压力上升、水质恶化,从而使操作费用大增。本文在设计阶段考虑了膜组件的清洗和更换对整个反渗透系统的工艺设计和运行操作的影响,采取了以下步砚对反洛透逻程进行设计:1)给出过程单元数学棋型,用这些棋型棋拟反渗透过程,预侧不同条件下操作,效对过程的影响:2)建立系统棋型对反渗进结构进行描述:3)建立描述膜组件污染的数学模型,提出膜组件清洗和更换的判据,给出规划期内膜组件的最优清洗和更换策略。4)给出相关的经济模型,将投资费用、操作费用和设计变t相关联。5)在前四步的基础上以年费用最小为目标,将设计问瓜表达为一个沮合整效非线性规划(MINLP)。在C月6集成开发环境中求解以上混合整数非线性规划,可得出最优的设计工艺及操作策略。

  按照本文提出的优化设计摸型,它恨设系统的单元数是个变t,每个单元所包含的膜组件数目也是个变化,反渗透系统中不同单元可根据自身受污染的情况,操作上可进行相互补偿,以满足最终产水产水水质的要求。这种设计使得反渗进系统的操作更灵活,消耗的费用更低。对三个实例进行了设计,分别为在设计阶段只考虑膜清洗情况的例子,腆组件使用五年后统一更换。及在设计阶段同时考虑膜油洗和更换的例子。从设计结果来看,得到的吨水费用,能耗低于文献报道值,表明这种优化设计方法是有效的。


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