纯水设备优化目标的处理

1、耗水费用的处理

耗水费用除以水价为进水流量，在水处理设备系统产水流量给定的条件下，进水流量为产水流量除以系统回收率，故耗水费用低目标也可描述为系统回收率高目标。

2、投资费用的处理

反渗透膜系统的设备投资可分为固定投资与可变投资。固定投资系指结构、管件、阀门、仪表、电控等辅助设备的投资费用。固定投资一般取决于设备总规模，其与膜系统设计方案优化的相关性较差，因此可视固定投资为固定费用，而不计入设计方案优化模型的目标函数。系统的可变投资主要包括膜元件、膜容器、给水泵三项投资。

（1）如果膜元件平均产水流量由设计导则给定，则膜数量及其费用仅取决于系统设计产水流量。当设计产水流量给定时，仍可视膜元件投资为固定费用，而不计入模型的目标函数。

（2）就膜容器的价格而言，单容器内安装膜元件的数量越多，折合到每支膜元件上的膜容器价格就越低。在系统产水流量给定的条件下，单容器内安装膜元件的数量越多，膜容器总费用就越低。在系统回收率高的优化目标下，优化过程自然时系统浓差化限回收率上升，使系统流程尽量加长，即单容器安装膜数量增多，因此膜容器费用降低也将在以回收率高为目标的优化过程中自然得到满足。

（3）以回收率高为目标的优化过程中，回收率的上升将使系统进水流量（即比泵流量）降低，而回收率的上升也将使系统工作压力（即水泵扬程）升高。一般情况下，水泵扬程上升所增加的费用远低于水泵流量下降所减少的费用，因此可认为水泵投资费用优化可在回收率高目标的系统优化过程中自然得到满足。

3、运行的费用处理

膜系统运行费用也可分为维持正常运行的劳务、照明等固定费用、膜清洗及更换等半固定费用、水泵电耗等可变费用三类。基于前述理由，固定费用与系统优化无关。系统优化设计过程自然使系统的浓差化度、难溶盐饱和度等参数运行各自上限水平，膜的清洗与更换频率相应会达到各自上限水平，故优化设计过程中的半固定费用自然蜕变为与设计方案无关的固定费用。

综上分析，纯水设备系统费用低的优化目标可以转化为系统回收率高与系统能耗率低的优化目标，目标转化后膜系统的投资与运行中的其他各项费用，或与系统优化设计无关，或在回收率高的目标下自然满足，均可从目标函数中略去，从而达到对数学模型目标的简化。而且，简化后的寻优过程分为前后两个阶段，每阶段仅为单一目标。能提高系统回收率阶段的优化目标是提高系统回收率，不再能提高回收率阶段的优化目标是降低系统能耗。