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小型反滲透膜系統廣譜優(yōu)化設計
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來(lái)源： hc360慧聰網(wǎng)水工業(yè)行業(yè)頻道 發(fā)布日期：2014-09-10 14:50:47 瀏覽次數：1641
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[摘要] 本文提出了小型反滲透膜系統優(yōu)化設計的原始數學(xué)模型與經(jīng)典數學(xué)模型；論述了運用現行設計軟件進(jìn)行經(jīng)典模型的間接求解算法；導出了系統三維設計指標與三維優(yōu)化解間的映射關(guān)系；進(jìn)而提出了“查表—修正”優(yōu)化設計模式。該模式是對現行“試算—尋優(yōu)”設計模式的根本性修正。
[關(guān)鍵詞] 反滲透系統、最優(yōu)化設計、優(yōu)化數學(xué)模型
1、現行系統設計方式及其存在問(wèn)題
近十年來(lái)反滲透技術(shù)在國內得到了高速發(fā)展[1]，反滲透前處理及膜系統的設計技術(shù)與運行技術(shù)均得到了快速的提高與廣泛的普及。但作為一種高速發(fā)展的新技術(shù)，仍然存在諸多亟待研究的重大問(wèn)題。膜系統的設計模式、設計工具及其使用方法就是其中一個(gè)典型問(wèn)題。
反滲透工藝中，膜、殼、泵及附屬設備統稱(chēng)為膜系統。多年來(lái)進(jìn)行膜系統設計的工具均為國外各膜廠(chǎng)商提供的專(zhuān)用設計軟件。這些設計軟件為國內的反滲透技術(shù)提供了一個(gè)設計平臺，有力地推動(dòng)了該技術(shù)的發(fā)展。但這類(lèi)設計軟件及其相應的設計模式具有明顯的局限性。它們無(wú)一例外地采用同一設計模式：根據給定的給水水質(zhì)、產(chǎn)水量、回收率、膜數量及其排列方式，求解系統工作壓力與產(chǎn)水水質(zhì)，可稱(chēng)為“試算—尋優(yōu)”設計優(yōu)化模式。這一設計模式的缺陷為：
⑴ 不能保證每一設計方案均為可行解，更不能保證設計方案為最優(yōu)解。進(jìn)行膜系統設計時(shí)，需要設計者憑著(zhù)自身經(jīng)驗，通過(guò)大量試算、比較計算結果，最終得到較為滿(mǎn)意的設計方案。而經(jīng)驗欠缺的設計者面對這一要求往往不得要領(lǐng)甚至無(wú)所適從。
⑵ 設計者面對的原始工程設計問(wèn)題是一個(gè)優(yōu)化設計問(wèn)題，即根據特定的給水水質(zhì)條件、產(chǎn)水水質(zhì)與產(chǎn)水量要求，求解最佳膜數量及其排列方式、最大回收率及相應的工作壓力。這與現行的“試算—尋優(yōu)”設計模式相差甚遠。
本文試圖論證一種理論上較為嚴謹，使用上簡(jiǎn)易可行的工程設計模式，以提高目前工程企業(yè)的設計水平與計算速度。文中討論的范圍僅限于由18支以下4040膜元件組成的小型反滲透膜系統的優(yōu)化設計問(wèn)題。
2、膜系統優(yōu)化設計的原始數學(xué)模型
根據系統工程與運籌學(xué)理論，反滲透膜系統的優(yōu)化設計問(wèn)題具有如下特征：
⑴ 設計方案的優(yōu)化問(wèn)題是一個(gè)經(jīng)濟技術(shù)比較問(wèn)題。如果將技術(shù)指標處理成限制因素，則優(yōu)化設計的目標就是系統的總費用最低，其中包括三個(gè)內容：投資費最低、運行費最低及耗水費最低。
⑵ 反滲透系統作為一個(gè)完整的化學(xué)物理系統，存在其特有的內在規律，主要表現為系統產(chǎn)水量與純驅動(dòng)壓成正比，系統透鹽率與膜兩側鹽濃度差成正比等。這些系統參數間內在關(guān)系的平衡，表現為某些數學(xué)方程式，構成了優(yōu)化模型中的系統約束。
⑶ 系統設計中存在諸多參數值限制，例如系統濃差極化指標最大值限制；難溶鹽飽和度最大值限制；防止流通阻力過(guò)大的單支膜給水量最大值限制；防止膜表面沖刷流量過(guò)小的單支膜濃水流量最小值限制。這些限制構成了優(yōu)化模型的限值約束。
濃差極化現象與系統運行共生，其指標上限取值偏高時(shí)，系統回收率可提高；但將加劇系統性能下降，加快系統結垢，清洗費用上升，膜更換頻繁，系統運行費增高。難溶鹽飽和度上限取值是系統設計中另一個(gè)敏感問(wèn)題，直接影響系統回收率與膜排列方式，值得認真討論。目前工程設計中常做如下處理：濃差極化指標上限取1.2，難溶鹽飽和度上限取100 %。
⑷ 優(yōu)化設計要解決的問(wèn)題在模型中表現為優(yōu)化變量。其中包括膜元件的品種、數量、排列方式，膜殼的規格與數量，水泵的噸位與揚程以及系統回收率這一重要系統設計指標。
⑸ 原始工程設計問(wèn)題中給水水質(zhì)條件、產(chǎn)水水質(zhì)與產(chǎn)水量要求統稱(chēng)為設計約束。
⑹ 單支膜元件平均產(chǎn)水量設定是系統設計中的敏感問(wèn)題，該參數取值偏高時(shí)，系統用膜數量減少，系統投資費降低；但清洗費用增高，膜更換頻繁，系統運行費增高。該值的設定甚至可以構成另一個(gè)特定的優(yōu)化問(wèn)題。該參數一旦設定，系統中膜數量就僅決定于產(chǎn)水量要求，本文討論中設單支4040膜元件產(chǎn)水量為每小時(shí)0.2噸，
對膜系統優(yōu)化設計的上述分析，可總結為如下優(yōu)化設計的原始數學(xué)模型：
優(yōu)化目標 ⑴ 投資費最低 ⑵ 運行費最低 ⑶ 耗水費最低
系統約束 ⑴ 產(chǎn)水量與膜兩側純驅動(dòng)壓成正比
⑵ 透鹽率與膜兩側鹽濃度差成正比
限值約束 ⑴ 給水流量上限 ⑵ 濃差極化指標上限
⑶ 濃水流量下限 ⑷ 難溶鹽飽和度上限
設計約束 ⑴ 給水水質(zhì) ⑵ 產(chǎn)水水質(zhì) ⑶ 產(chǎn)水水量
優(yōu)化變量 ⑴ 元件數量 ⑵ 膜殼規格 ⑶ 水泵規格
⑷ 元件品種 ⑸ 膜排列方式 ⑹ 系統回收率
優(yōu)化變量中膜排列方式可視為整數變量，回收率為連續變量，故該問(wèn)題是一個(gè)典型的多變量、多目標、非線(xiàn)性、混合整數規劃問(wèn)題。由于該模型的復雜性，難于直接求解，但它定義了系統優(yōu)化設計的基本問(wèn)題，并為模型的簡(jiǎn)化提供了基礎。
3、膜系統優(yōu)化設計的經(jīng)典數學(xué)模型
原始模型中的諸多因素可以進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，以使優(yōu)化計算成為可行。
㈠ 優(yōu)化目標的處理
⑴ 耗水費的處理
耗水費除以水價(jià)則為給水量，故耗水費最低目標的內涵即為系統回收率最高。
⑵ 投資費的處理
反滲透膜系統投資可分為固定投資與可變投資。固定投資系指結構、管路、閥門(mén)、儀表、控制等項投資費用，與優(yōu)化設計基本無(wú)關(guān)?？勺兺顿Y主要包括膜、膜殼、水泵三項投資。因單支膜產(chǎn)水量給定，膜數量與費用決定于系統設計產(chǎn)水量，仍與優(yōu)化設計無(wú)關(guān)。以回收率最高為目標的優(yōu)化計算將使系統給水量最小、水泵噸位要求最低，并使系統工作壓力上升、水泵揚程要求升高。但揚程上升導致的泵價(jià)上升幅度一般小于噸位下降導致的泵價(jià)降低幅度。因此可認為隨回收率提高，水泵規格的綜合價(jià)格成下降趨勢，即水泵投資費優(yōu)化可在回收率最高為目標的系統優(yōu)化中自然得到滿(mǎn)足。膜殼的費用問(wèn)題中，單殼裝膜數量越多，膜殼單位長(cháng)度價(jià)格越低，膜殼總費用越低。系統回收率最高目標下，優(yōu)化解自然使系統流程盡量加長(cháng)，單殼裝膜數量盡量增多，因此膜殼費用優(yōu)化也在回收率最高為目標的系統優(yōu)化中自然得到滿(mǎn)足。
⑶ 運行費的處理。
膜系統運行費也可分為維護正常運行的固定費用、膜清洗及更換等半固定費用、水泵電耗等可變費用。固定費用與系統優(yōu)化無(wú)關(guān)。系統優(yōu)化過(guò)程自然使濃差極化指標、難溶鹽飽和度等參數運行于上限位置，該狀態(tài)下半固定費用自然蛻變?yōu)楣潭ㄖ?。系統回收率提高過(guò)程中，系統工作壓力增加，產(chǎn)水功耗增加，但該過(guò)程中電費提高的幅度一般低于水費降低的幅度，即可變費用的影響淹沒(méi)于回收率目標的影響。
總之，投資與運行的各項費用最低的目標，或與系統優(yōu)化無(wú)關(guān)，或在回收率最高目標下自然滿(mǎn)足，或被回收率最高目標的影響所淹沒(méi)，均可從數學(xué)模型的目標函數中略去，而系統優(yōu)化設計目標最終可簡(jiǎn)化為系統回收率最高的單一目標。
㈡ 限值約束的處理
濃差極化指標與難溶鹽飽和度是基本的限值約束項。值得注意的是濃差極化最嚴重的位置發(fā)生在個(gè)各段末端，難溶鹽飽和度最高的位置發(fā)生在系統末端膜表面。目前通行的設計軟件只給出系統濃水中難溶鹽飽和度是一個(gè)嚴重的不足。
系統設計方案中一般不會(huì )涉及膜元件給水流量上限或濃水流量下限。特殊情況可作特殊處理，而為使數學(xué)模型概念清晰，模型中可以不出現該約束。
㈢ 非獨立變量的消去
原始模型的優(yōu)化變量中，膜數量?jì)H由系統產(chǎn)水量決定。膜殼的規格、數量決定于膜排列方式。系統回收率、膜品種及排列方式確定后，給水量、給水壓力得以確定，進(jìn)而可確定水泵的規格。因此模型中前三類(lèi)變量可由其它變量或因素決定，無(wú)須作為獨立變量存在。
㈣ 獨立變量的分解處理
在給水水質(zhì)已知條件下，膜品種即膜脫鹽率是產(chǎn)水水質(zhì)的決定因素，也是系統工作壓力的決定因素，但膜品種對系統的作用與膜排列方式及回收率對系統的影響相互獨立。因此優(yōu)化設計問(wèn)題可分解為系統回收率與膜排列方式優(yōu)化及膜品種優(yōu)化兩個(gè)問(wèn)題?？上葘Ω鞣N膜元件分別進(jìn)行回收率與排列方式的優(yōu)化計算，再將各種膜元件下的優(yōu)化結果進(jìn)行比較，找到滿(mǎn)足產(chǎn)水水質(zhì)要求且工作壓力最低的結果，從而找到了最優(yōu)膜品種及相應的最優(yōu)排列方式及系統回收率。
因后一問(wèn)題極易解決，模型的討論可僅限于特定膜品種的膜系統優(yōu)化設計問(wèn)題。
㈤ 設計優(yōu)化的經(jīng)典模型
經(jīng)過(guò)上述分析，原始模型可簡(jiǎn)化為膜品種及數量給定條件下的優(yōu)化設計經(jīng)典模型：
優(yōu)化目標 系統回收率最高
系統約束 產(chǎn)水量與膜兩側純驅動(dòng)壓成正比
透鹽率與膜兩側鹽濃度差成正比
限值約束 濃差極化指標上限
難溶鹽飽和度上限
設計約束 給水水質(zhì)條件
產(chǎn)水水質(zhì)要求
產(chǎn)水流量要求
優(yōu)化變量 膜排列方式
系統回收率
模型各約束中系統及限值約束屬于通用項，是所有設計問(wèn)題所共有的約束。設計約束與優(yōu)化變量屬于特定項，是具體設計問(wèn)題所特有的計算條件和計算結果。
經(jīng)典數學(xué)模型屬于雙變量、單目標、非線(xiàn)性、混合整數規劃問(wèn)題。該問(wèn)題存在兩種解法，其一是用原始的數學(xué)規劃方法直接計算求解，可實(shí)現原始運籌學(xué)意義上的系統優(yōu)化設計；其難點(diǎn)主要在建立系統約束的解析表達式。另一解法是用現行設計軟件作工具，間接求解此規劃問(wèn)題；該求解過(guò)程的工程概念較為清晰，便于根據實(shí)際工程條件進(jìn)行靈活的調整。本文僅限于間接求解方法的討論。
4、 經(jīng)典模型的間接求解法
㈠ 系統設計的動(dòng)態(tài)算法
經(jīng)典模型中，膜排列方式可視為整數變量。對應其每一個(gè)整數值，均存在一個(gè)滿(mǎn)足各約束條件的系統回收率最大值使優(yōu)化目標達到局部最優(yōu)，求解局部最優(yōu)回收率的過(guò)程稱(chēng)為整數化過(guò)程。如將整數變量值與相應的連續變量最大值視為一個(gè)整體，則上述混合整數規劃可視為整數規劃問(wèn)題。而這里的整數規劃計算僅是在有限個(gè)可行解中尋求規劃目標值總體最優(yōu)的特定解。因此混合整數規劃的間接求解過(guò)程可分為整數化過(guò)程與整數解比較過(guò)程兩個(gè)步驟。
當膜排列取某特定方式時(shí)，用設計軟件進(jìn)行傳統設計計算的模式是：給定產(chǎn)水量與回收率兩個(gè)已知量，靜態(tài)地計算產(chǎn)水壓力與產(chǎn)水水質(zhì)兩個(gè)變量的取值。而用設計軟件完成整數化計算的模式是：使回收率取值從低值逐步提高，最終得到受濃差極化指標或難溶鹽飽和度約束的系統回收率最大值，以及相應的產(chǎn)水壓力與產(chǎn)水水質(zhì)。在整數化過(guò)程中：
⑴ 產(chǎn)水量保持恒定，始終為已知量。
⑵ 工作壓力隨回收率而變化，始終為變量。
⑶ 因回收率逐升尋優(yōu)，故從原始意義上的已知量演化成為變量。
⑷ 產(chǎn)水水質(zhì)隨系統回收率變化，本應歸為變量。但由于膜脫鹽率給定，產(chǎn)水水質(zhì)變化的幅度很有限，故可視為已知量。
正是由于整數化過(guò)程中回收率的逐升尋優(yōu)過(guò)程，將系統設計從靜態(tài)轉化為動(dòng)態(tài)，使動(dòng)態(tài)計算中的已知量與待求變量的配置符合了原始工程設計問(wèn)題的需要。
㈡ 排列方式優(yōu)化的兩個(gè)判據
混合整數規劃的間接求解過(guò)程中，針對特定系統的每一可行膜排列方式，先求取滿(mǎn)足約束條件的最大系統回收率，且稱(chēng)其為該排列方式的固有回收率。各固有回收率的最大值即為特定系統的最大回收率。
如最大回收率是唯一的，該回收率對應的膜排列方式既為特定系統的最優(yōu)膜排列方式，故可將回收率最高稱(chēng)為排列方式優(yōu)化的第一判據。實(shí)際計算中常出現多個(gè)等值的最大回收率，它們對應的多個(gè)膜排列方式中工作壓力最低及脫鹽率最高的膜排列方式即為特定系統的最優(yōu)膜排列方式，故可將工作壓力最低或系統脫鹽率最高稱(chēng)為排列方式優(yōu)化的第二判據。
至此，根據原始工程設計問(wèn)題的三項設計約束條件，運用經(jīng)典模型及間接求解法，可以完成一個(gè)特定膜系統的優(yōu)化設計過(guò)程。
5、 低難溶鹽給水條件及其最優(yōu)膜排列方式
在整數化計算過(guò)程中，如系統末端膜表面難溶鹽飽和度始終保持較低水平，并未影響系統回收率取值，限值約束實(shí)際上只有濃差極化指標一項。此時(shí)的系統給水條件稱(chēng)為低難溶鹽給水條件。保持低難溶鹽定義前提下，給水中各難溶鹽的最高飽和度稱(chēng)為低難溶鹽臨界飽和度。由于難溶鹽有多種類(lèi)型，低難溶鹽臨界飽和度是一組數值。
對應不同的系統產(chǎn)水量要求，系統中膜數量不同、系統流程長(cháng)度不同、系統回收率不同、低難溶鹽臨界飽和度也不同。一般情況下，系統越大，流程就越長(cháng)，最大回收率越高，給水中低難溶鹽臨界飽和度的數值就越低。
優(yōu)化計算的結果表明，對于18支4040膜及其以下規模的系統而言，低難溶鹽條件下膜系統優(yōu)化排列方式為所謂的“六支段飽和結構”。該方式的主要特征為：膜數量小于等于6支時(shí)，排列方式為一段串聯(lián)；膜數量為8至18支時(shí)，第二段為6支膜串聯(lián)，而第一段為兩并聯(lián)等長(cháng)排列。
當給水中難溶鹽飽和度超過(guò)低難溶鹽臨界飽和度時(shí)，限制系統流程長(cháng)度及決定膜排列方式的主要因素轉為給水中的難溶鹽飽和度，系統流程將相應縮短。限值約束實(shí)際上轉為難溶鹽飽和度的系統優(yōu)化設計問(wèn)題屬于典型的廣譜優(yōu)化設計問(wèn)題。
6、約束及解集合間的映射與廣譜優(yōu)化設計
運用經(jīng)典模型、間接求解方法及設計軟件，雖然可以完成一個(gè)特定膜系統的優(yōu)化設計。但要滿(mǎn)足工程企業(yè)日常大量的咨詢(xún)與投標設計計算。特別是適應中小企業(yè)技術(shù)力量較弱的特點(diǎn)，還應在此基礎上加以改進(jìn)，形成一套全新的設計模式，使其成為概念清晰、易學(xué)、快速、精確的設計工具。
⑴ 廣譜優(yōu)化設計
新設計模式的基本思想是：通過(guò)大量計算，預先建立設計約束集合與優(yōu)化解集合之間的映射關(guān)系表，設計者僅需從設計約束出發(fā)，運用已有的映射關(guān)系表，直接查表得到相應的優(yōu)化設計解。由于該設計模式的適用范圍是幾乎全部設計條件與設計要求，故稱(chēng)為廣譜優(yōu)化設計，而稱(chēng)優(yōu)化解集合為廣譜優(yōu)化結構。
優(yōu)化設計中，實(shí)數值的給水水質(zhì)、產(chǎn)水水質(zhì)與產(chǎn)水量三維設計約束構成了實(shí)數的三維約束集合。以集合中各元素為約束數據進(jìn)行優(yōu)化計算，可以得到整數值的膜數量、品種、排列方式等剛性參數，及實(shí)數值的回收率、工作壓力、脫鹽率等柔性參數。剛性參數構成整數的三維解集合，而柔性參數附屬于剛性參數。已知設計約束及剛性參數解時(shí)，運用整數化計算，可以方便的復現全部系統柔性參數數值。系統柔性參數對于給水TDS、離子構成、溫度、pH值及膜性能衰減等諸多非典型給水水質(zhì)與膜性能參數十分敏感，柔性參數的確定可以或者需要在整數化計算過(guò)程中根據實(shí)際數據加以修正。正是柔性參數的這一可修正性，集中體現了間接求解方法的靈活性。
由于實(shí)數約束集合與整數解集合的數學(xué)特征，優(yōu)化求解影射是一個(gè)從實(shí)數集合向整數集合的映射，而整數集合中元素的有限性決定了“查表”模式的可行性。
⑵ 產(chǎn)水水質(zhì)與膜元件品種
系統產(chǎn)水水質(zhì)一般用可溶固體含量即TDS值（或電導率）表示，給水水質(zhì)指標之一也為T(mén)DS值。產(chǎn)水與給水的TDS值之比即為系統透鹽率。美國海氏公司ESPA系列三種膜元件在測試條件下的透鹽率分別是0.5、1.0、2.0 %，有4倍的變化范圍。因此，在特定產(chǎn)水TDS值要求下，選用不同膜品種將得到4倍的給水TDS值的適應范圍。換言之，如果將產(chǎn)水水質(zhì)一維約束改為給水與產(chǎn)水TDS值的差值，該差值的實(shí)數定義域中有限個(gè)連續區間將映射成膜元件品種的一個(gè)有限整數序列。
⑶ 產(chǎn)水量與膜元件數
單支膜產(chǎn)水量確定后，系統產(chǎn)水量決定了膜數量。如單支4040膜的產(chǎn)水通量取每小時(shí)0.2噸，欲使系統產(chǎn)水量在每小時(shí)0.2～3.6噸的范圍內調整，可以通過(guò)選取1至18支不同數量的膜元件來(lái)滿(mǎn)足。因此，產(chǎn)水量的實(shí)數定義域中有限個(gè)連續區間將映射成膜元件數量的一個(gè)有限整數序列。
⑷ 難溶鹽飽和度與膜排列方式
當系統給水難溶鹽飽和度高于低難溶鹽臨界飽和度時(shí)，系統給水的諸多水質(zhì)指標中，但只有難溶鹽飽和濃度是限制系統回收率及膜排列方式的主要指標（碳酸鈣以朗格里爾指數LSI表示）。系統末端膜表面某難溶鹽飽和濃度約為濃水中該難溶鹽飽和濃度與濃差極化指標的乘積,其值達到極限值100 %時(shí)難溶鹽飽和析出。某難溶鹽臨界飽和析出時(shí)的系統回收率為系統對該難溶鹽的特有回收率，各難溶鹽特有回收率的最小值即為系統最大回收率。
對應特定給水條件，如不斷提高系統回收率，系統末端膜表面的多類(lèi)難溶鹽中總有某類(lèi)首先飽和析出，從而限制系統回收率；而其它類(lèi)難溶鹽尚未飽和，不對回收率構成實(shí)質(zhì)性影響；由此可定義特定給水具有該類(lèi)難溶鹽問(wèn)題。由于各難溶鹽具有不同時(shí)飽和析出的特點(diǎn)，可將各種給水條件分別冠以有限類(lèi)難溶鹽問(wèn)題。而最高的系統回收率對應的膜排列方式?jīng)Q定于給水的難溶鹽類(lèi)型及給水中該難溶鹽的飽和度。
由于膜元件排列方式的離散性，系統給水的各種難溶鹽飽和度的實(shí)數定義域中有限個(gè)連續區間將映射成膜排列方式的一個(gè)有限整數序列。
總而言之，膜系統廣譜優(yōu)化設計中，如將產(chǎn)水水質(zhì)一維約束改為給水與產(chǎn)水TDS值的差值，則優(yōu)化求解映射是有限個(gè)、無(wú)間斷、無(wú)重疊的三維約束實(shí)數子集與有限個(gè)整數解子集間的映射，是三維約束連續空間中多個(gè)三維長(cháng)方體子空間對三維整數解空間中點(diǎn)的映射，是三維約束連續值區間表中各三維區間與三維數值解的對應關(guān)系。正是由于這樣關(guān)系的存在及數量有限性，使得“查表”設計模式成立。
7、廣譜優(yōu)化設計的“查表—修正”優(yōu)化設計模式
由于三維約束連續值區間表中各三維區間值與三維解存在對應關(guān)系，任何膜系統原始工程設計問(wèn)題所具有的三維設計約束值，必然落入某個(gè)三維約束區間，且必然與廣譜優(yōu)化結構中某三維剛性參數解相對應，這便是該膜系統優(yōu)化設計問(wèn)題的最優(yōu)解。系統設計人員僅需根據原始工程設計問(wèn)題中的三維設計約束數據，在數表中找到相應位置，即可得到系統最優(yōu)的膜數量、品種、排列等三維剛性參數解。
運用三維設計約束與三維剛性參數解及給水TDS、離子構成、溫度、pH值及膜性能衰減等諸多非典型給水水質(zhì)參數與膜參數進(jìn)行一次整數化計算，可對系統柔性參數加以復現或修正。從而完成全部?jì)?yōu)化設計過(guò)程。由于剛性參數與柔性參數的不同解法,整個(gè)優(yōu)化設計的模式稱(chēng)為“查表—修正”設計優(yōu)化模式。
應用“查表—修正”進(jìn)行系統設計的過(guò)程中，應以夏季即高溫條件檢驗系統的產(chǎn)水水質(zhì)與碳酸鹽結垢現象，以冬季即低溫條件檢驗系統的產(chǎn)水量與非碳酸鹽結垢現象；并應注意膜性能衰減前后系統柔性參數的變化。
8、 結論
本文從數學(xué)規劃的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)提出了反滲透膜系統優(yōu)化設計的原始模型，并根據工程特點(diǎn)將其處理為經(jīng)典模型，在完成了間接算法的論證后，形成了特定系統設計優(yōu)化問(wèn)題的一個(gè)完整的優(yōu)化理論與可行的計算方法，從而解決了膜系統設計領(lǐng)域中什么是最優(yōu)及怎么求最優(yōu)的問(wèn)題。但該方法需要設計人員進(jìn)行大量的模擬計算。
為簡(jiǎn)化設計工具，本文提出了一個(gè)“查表—修正”設計優(yōu)化模式。在廣譜優(yōu)化設計理論指導下，通過(guò)前期大量的分析計算可以得到一個(gè)以系統給水水質(zhì)、產(chǎn)水水質(zhì)及產(chǎn)水量為連續自變量，以膜數量、品種、排列為離散因變量的三維數表。從而使系統優(yōu)化設計形成了簡(jiǎn)單的查數據表與少量修正計算相結合的設計模式。從而解決了系統設計領(lǐng)域中如何簡(jiǎn)化尋優(yōu)過(guò)程的問(wèn)題。
本文討論的優(yōu)化設計模式的具體實(shí)現將給工程企業(yè)的設計工作帶來(lái)極大的方便。
由于膜系統廣譜優(yōu)化設計問(wèn)題難于用數學(xué)表達式加以定量描述，本文采用了文字描述方式。因篇幅所限，文中未能給出實(shí)際的三維數據表及優(yōu)化計算實(shí)例，相關(guān)內容請見(jiàn)參考文件[2]。本文未涉及濃水回流工藝及其相關(guān)的優(yōu)化設計問(wèn)題.
參考文獻：
⑴ 靖大為、宋京。反滲透純水技術(shù)的現狀、發(fā)展與研究[J]。工業(yè)水處理，2002.22(10)：P16-18
⑵ 靖大為、徐臘梅、王婷。小型反滲透膜系統優(yōu)化結構設計[J]。工業(yè)水處理，2003.23(03)：P65-68
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