水是地球上不可或缺的重要资源,水资源的短缺已严重威胁到人类社会的可持续发展。节水减排已经成为刻不容缓的研究课题。目前,以杂质浓度作为水流回用及排放限制因素的水网络集成研究已经趋于成熟,但是在实际工业用水过程中杂质浓度并非限制水流回用及排放的唯一因素,流股的性质和功能也会对水资源的分配产生影响。因此,开展多性质用水网络集成的研究具有重要的现实意义。本文主要研究了以性质为约束的用水网络集成,具体研究内容如下:1.在算子势概念的基础上,研究了只考虑回用的用水网络的性质集成新方法。用水过程的执行顺序由需求水流的算子势确定,以新鲜水消耗量最低为目标,采用线性规划法确定源水流回用于需求水流的分配量。通过两个案例详细阐述了上述设计方法。2.研究了复杂整体水网络的设计方法。设计步骤如下:（1）设计只考虑回用的用水网络,在此基础上估算初始再生水流的性质,再生水流的流量待定。（2）将再生水流看作系统内新增源水流,形成具有再生单元的水网络。（3）在第二章提出的只考虑回用的用水网络性质集成的基础上进行迭代计算,得到具有再生单元的用水网络设计。（4）如果排放废水不满足环境排放要求,调整废水处理量,以便满足环境要求,得到最终设计结果。通过两个实例详细阐述了上述设计方法,与文献中数学规划法设计所得结果相比,本文方法所得结果的新鲜水消耗量较少。3.结合算子势概念和迭代方法,给出了包括性质拦截器的多性质整体水网络的设计新方法。根据性质拦截器连接形式的不同分为两种网络结构:水流不混合网络和水流混合网络。对于水流不混合网络,首先选择合适的性质拦截器逐一处理各个源水流,使处理后水流的性质尽量接近（或完全满足）需求水流的性质约束条件。然后将处理后水流看作系统新增源水流参与到网络匹配中,设计包括性质拦截器的用水网络。最后采用性质拦截器处理排放废水使之满足环境要求。对于水流混合网络,首先设计只涉及回用的用水网络,混合所有未被回用的源水流。然后选择合适的拦截器处理混合水流,估算处理后混合水流的性质初值。经过几次迭代计算得到包括性质拦截器的用水网络。最后调整废水处理量,使之达到环境排放标准。由本文方法获得的水网络设计结果可与文献中数学规划法设计结果相媲美。本文方法计算过程简单,且具有明确的工程意义。