城市供水管網(wǎng)氯的優(yōu)化配置.pdf

1、針對城市供水管網(wǎng)末端余氯不達標(biāo)的問題,該課題在水質(zhì)檢測分析的基礎(chǔ)上,采用一級反應(yīng)動力學(xué)方程對余氯衰減變化規(guī)律進行模擬,并利用余氯衰減模型,建立管網(wǎng)加氯點、加氯量的優(yōu)化配置模型,以保證管網(wǎng)中各點余氯均符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).首先,對管網(wǎng)中余氯的衰減變化規(guī)律及影響因素進行研究.通過對天津市某區(qū)管網(wǎng)連續(xù)的水質(zhì)檢測,研究管網(wǎng)水質(zhì)變化規(guī)律,分析了pH、溫度、濁度、細菌總數(shù)、AOC(可同化有機碳)、消毒副產(chǎn)物等因素對余氯的影響,其中重點對余氯、細菌總數(shù)、AO

2、C三者關(guān)系進行定量分析,并建立了細菌滋生的數(shù)學(xué)模型.其次,建立余氯衰減模型并對模型進行校核.余氯衰減模型采用一級動力學(xué)方程:C<,B>=C<,A>·exp(-kt),式中氯的衰減速率系數(shù)k包括主體水衰減系數(shù)kb和管壁衰減系數(shù)kw兩部分.其中kb通過實驗室靜態(tài)實驗求得,kw在現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過Gauss-Newton法求得.監(jiān)測點之間的傳輸時間t通過水力模擬確定.對建立的模型通過實測數(shù)據(jù)進行校驗,結(jié)果表明實測值與模擬值吻合得較好,模

3、型的精確度較高,能夠反應(yīng)管網(wǎng)中余氯的衰減變化規(guī)律.再次,氯的優(yōu)化配置模型的研究.加氯點的優(yōu)化配置采用0-1規(guī)劃,以年投資費用最低為目標(biāo)函數(shù),各點余氯達標(biāo)為約束條件.在確定最優(yōu)加氯點的基礎(chǔ)上,加氯量優(yōu)化模型以耗氯量最小為目標(biāo)函數(shù),管網(wǎng)各點余氯達標(biāo)為約束條件.模型的求解通過Lingo軟件實現(xiàn).同樣使管網(wǎng)余氯達標(biāo),經(jīng)過優(yōu)化配置與僅在水廠增加投氯量相比,所需費用大大降低,水質(zhì)情況顯著提高,充分說明了中途補氯的經(jīng)濟合理性和技術(shù)可行性.最后,提出管