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《天津大学》 2004年
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城市供水管网氯的优化配置

迟海燕  
【摘要】:针对城市供水管网末端余氯不达标的问题,本课题在水质检测分析 的基础上,采用一级反应动力学方程对余氯衰减变化规律进行模拟, 并利用余氯衰减模型,建立管网加氯点、加氯量的优化配置模型,以 保证管网中各点余氯均符合水质标准。 首先,对管网中余氯的衰减变化规律及影响因素进行研究。通过对 天津市某区管网连续的水质检测,研究管网水质变化规律,分析了 pH、 温度、浊度、细菌总数、AOC(可同化有机碳)、消毒副产物等因素对 余氯的影响,其中重点对余氯、细菌总数、AOC 三者关系进行定量分 析,并建立了细菌滋生的数学模型。 其次,建立余氯衰减模型并对模型进行校核。余氯衰减模型采用 一级动力学方程,其中氯的衰减速率系数包括主体水衰减系数和管壁 衰减系数两部分。前者通过实验室静态实验求得,后者在现场实测数 据的基础上通过高斯—牛顿法求得。监测点之间的传输时间通过水力 模拟确定。对建立的模型通过实测数据进行校验,结果表明实测值与 模拟值吻合得较好,模型的精确度较高,能够反应管网中余氯的衰减 变化规律。 再次,氯的优化配置模型的研究。加氯点的优化配置采用 0-1 规 划,以年投资费用最低为目标函数,各点余氯达标为约束条件。在确 定最优加氯点的基础上,加氯量优化模型以耗氯量最小为目标函数, 管网各点余氯达标为约束条件。模型的求解通过 Lingo 软件实现。同 样使管网余氯达标,经过优化配置与仅在水厂增加投氯量相比,所需 费用大大降低,水质情况显著提高,充分说明了中途补氯的经济合理 性和技术可行性。 最后,提出管网水质控制措施。通过余氯衰减模型和氯的优化配 置模型,对管网中余氯不达标点进行中途补氯。并且针对管网水质的 其它问题,提出一系列合理有效的控制措施,从而保证向用户提供安 全可靠的饮用水。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU991

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