1、水對于地球生命有著不可替代的重要性，水資源短缺將嚴重威脅人類社會的可持續(xù)發(fā)展。水危機的形成不僅僅是因為水本身的資源性短缺，人類生產(chǎn)活動造成的水體污染也是加劇水危機的重要因素之一。目前我國防治水污染的相關法律法規(guī)正不斷完善，對廢水的排放要求尤其是對工業(yè)廢水的排放要求越發(fā)嚴苛。因此，無論是從日益匱乏的資源危機層面，還是從嚴格的廢水管理法律法規(guī)層面，都促使過程工業(yè)必須重視節(jié)水減排問題。而傳統(tǒng)的用水網(wǎng)絡綜合僅將雜質濃度作為約束流股回用的限制因素

2、，忽略了流股性質及功能對流股回用的影響，不足以反映實際的工業(yè)生產(chǎn)要求。因此，開展用水網(wǎng)絡的性質集成研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文在全面分析已有的用水網(wǎng)絡性質集成方法的基礎上，分別針對用水網(wǎng)絡中未考慮廢水再生后利用和用水網(wǎng)絡中截斷器數(shù)量多、結構復雜等問題，提出了新的集成方法。主要內容如下:
　　(1)在考慮環(huán)境約束的直接回用用水網(wǎng)絡性質集成的基礎上，建立了在廢水性質處理過程中流股依次回用至阱單元的超結構。該方法以年度總費用最小為目標，

3、建立了同時考慮環(huán)境約束和過程流股性質約束的混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)模型。運用GAMS對文獻中的兩個算例進行求解，結果表明本文方法在降低年度總費用的同時還減少了新鮮水使用量及廢水排放量，驗證了本文方法的有效性及優(yōu)越性。
　　(2)為避免在求解過程中因流股混合而產(chǎn)生的大量非線性項，現(xiàn)有的研究方法嚴格限制流股不能在性質處理過程中進行混合，以降低整個過程的求解難度。但該方法將會導致用水網(wǎng)絡中性質截斷器數(shù)量多、網(wǎng)絡結構復雜等問題。基

4、于此，本文提出了截斷器合并規(guī)則及截斷器搜索/合并步驟，進一步優(yōu)化初始網(wǎng)絡結構，降低了初始網(wǎng)絡中的截斷器數(shù)量及網(wǎng)絡結構的復雜度，并通過算例驗證了該方法的有效性。
　　(3)建立了包含性質處理流程中流股之間混合可能的用水網(wǎng)絡超結構，在所建立的MINLP模型中同時考慮阱單元約束與環(huán)境性質約束，以年度總費用（新鮮水費用和截斷器處理費用）最小為目標函數(shù)。該方法在建模之初就將截斷器數(shù)目納入考慮，嚴格限制同一截斷器在網(wǎng)絡結構中最多只能出現(xiàn)一次，