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《哈尔滨工业大学》 2007年
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供水系统加氯模式优化理论与计算方法

邓涛  
【摘要】: 传统加氯消毒方式控制目标是保持出厂水氯浓度在持续一段时间内稳定。由于城市供水管网运行工况的变换,这种控制方式有可能导致管网中水质监控点的余氯浓度偏高。这将带来一定的供水水质安全风险。本文通过计算机数值模拟技术,结合“863”工程TJ市供水管网水质模型,开发了相关的计算机软件,进行了优化出厂水余氯浓度的研究。 氯作为供水系统中一种广泛使用的消毒剂,能够有效的抑制水中病菌的活性,为供水提供安全保障。但是投加过高浓度的氯将增加消毒副产物的生成风险,给用户带来嗅觉的不适,同时也不经济,所以需要确定合理的氯消毒模式来保证供水水质安全。由于多水源的供水管网运行工况复杂,是一个时滞时变的系统,经典的控制理论难以解决优化消毒问题。 本文基于城市供水管网微观水力水质模型基础,进行了三方面的研究。首先,提出水质监测点设置需要满足的目标函数,通过节点动态比例信息算法,建立了供水管网节点动态比例信息库,对该信息库进行了数据挖掘分析,最终得到水质监控点的优化选址。其次,提出满足水质监测点余氯浓度和设定浓度间差值最小化的目标,利用单目标遗传算法结合EPANET软件开发包对现有出厂水余氯浓度进行了优化计算;最后针对大型管网一次加氯优化难以满足水质监测点水质要求,提出扩建二次加氯点进行管网中途加氯。通过设置的经济最优及水质监测点余氯浓度和设定值差值最小化两个目标函数,采用多目标遗传算法结合EPANET软件开发包对供水管网二次加氯进行了多目标的优化计算,最终提供经济可行的技术方案。 通过研究发现,采用节点动态比例信息算法可以解决基于静态水力模型的方法难以解决的节点间的水力延时问题。利用单目标遗传算法对现有加氯系统的优化能够合理确定加氯模式,确定出厂水中优化的余氯投加浓度,有利于水质监测点余氯浓度保持在一个合理范围内;通过设置合理的二次加氯点及优化二次加氯点加氯模式,可以使水质监测点余氯浓度在设定范围内降低,从而减少水厂投药量,从而节省制水成本,有利于管网中水质稳定,而且便于实际扩建工程的分步进行。本文提出的方法对于供水管网水质监测点优化布置,消毒工艺的优化运行及改造具有一定的借鉴意义。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU991.25

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王鸿翔;供水管网水质模型校正及水质监控研究[D];浙江大学;2009年
2 舒诗湖;基于fmGA的供水管网系统模型自动校核及模型应用[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孙柏;供水管网水力水质模型及其校核研究[D];湖南大学;2012年
2 孟凡琳;供水管网二次消毒方案优化及应用[D];清华大学;2012年
3 施银焕;M市供水管网余氯衰减模型的建立与校正研究[D];沈阳建筑大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王晓鹏;遗传算法及其在气动优化设计中的应用研究[D];西北工业大学;2000年
2 隋洪涛;基因遗传算法及气动外形最优化设计[D];南京航空航天大学;2002年
3 刘文君;饮用水中可生物降解有机物和消毒副产物特性研究[D];清华大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 夏雨;给水管网数字化卫星定位系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 薛同站;王国明;;城市用水量动态预测的双线性模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年06期
10 黄长杰;包文俊;;液晶显示器汉字字模存储方法[J];安徽建筑;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
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4 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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7 王清;宋年年;王佳庆;姚菁;;优化自抗扰控制器在主汽温控制系统中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 康忠健;徐丽;勾松波;金华蓉;李瑞生;;考虑分布电容的神经网络单相接地故障测距算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 姜封国;;基于小生境技术的混合遗传算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 刘桂臣;蒋白懿;代进;;基于遗传算法城市供水系统优化调度研究[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
9 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
10 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁媛;便携式睡眠监测系统及其分析软件的研究与实现[D];南京医科大学;2010年
2 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
5 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
6 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
7 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
8 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
9 张睿;农电自动抄表技术研究[D];山东科技大学;2010年
10 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏炜;贾海峰;苏保林;;水力平差模型在供水规划中的应用[J];北京水务;2006年03期
2 何大阔,王福利,贾明兴;遗传算法初始种群与操作参数的均匀设计[J];东北大学学报;2005年09期
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4 徐洪福,赵洪宾,尤作亮,张金松;配水系统的水质模型研究概况[J];中国给水排水;2002年03期
5 信昆仑,刘遂庆;城市给水管网水力模型准确度的影响因素[J];中国给水排水;2003年04期
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8 许刚,张土乔,吕谋,洪赟;多工况的遗传算法校正管道摩阻系数[J];中国给水排水;2004年08期
9 信昆仑,程声通,刘遂庆;实数型编码遗传算法校核管道摩阻系数[J];中国给水排水;2004年09期
10 袁一星;张杰;赵洪宾;周建华;曲世琳;;城市给水管网系统模型的校核[J];中国给水排水;2005年12期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 俞亭超;城市供水系统优化调度研究[D];浙江大学;2004年
2 陈磊;大规模供水系统直接优化调度研究[D];浙江大学;2005年
3 许刚;给水管网水力模型校正研究[D];浙江大学;2005年
4 吴卿;饮用水管网微生物学水质研究及模拟[D];天津大学;2005年
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6 蔡云龙;饮用水生物稳定性和管网水质污染指数的研究[D];同济大学;2006年
7 陈宇辉;给水管网动态模型维护与校验方法研究[D];同济大学;2006年
8 王鸿翔;供水管网水质模型校正及水质监控研究[D];浙江大学;2009年
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10 钟丹;给水管网余氯衰减规律及影响因素研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李斌;城市输配水管网水质变化的动态模拟[D];湖南大学;2002年
2 迟海燕;城市供水管网氯的优化配置[D];天津大学;2004年
3 黄雅芳;城市配水管网二次加氯的优化研究[D];湖南大学;2005年
4 王阳;城市供水管网水质预测模型的研究与应用[D];天津大学;2005年
5 王志丹;输配水系统水质统计模型的研究[D];天津大学;2005年
6 鲁旭;给水管网动态水力建模数据分析与管理[D];同济大学;2006年
7 董晓磊;给水管网水质动态模拟[D];合肥工业大学;2006年
8 张智瑞;小城镇自来水厂消毒技术的研究与选择[D];重庆大学;2006年
9 蒋承杰;配水管网水龄分析与管网水质状况评价体系的探讨[D];浙江大学;2007年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 谢昕;詹小丽;郭鹏飞;李波;;GSA算法在管壁余氯衰减系数校正中的应用[J];传感器与微系统;2012年11期
2 朱世泰;陈兵;;基于随机抽样的供水管网模型校核参数研究[J];给水排水;2014年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 庄宝玉;城市输配水管网可靠性研究[D];天津大学;2012年
2 迟海燕;非传统水源供水管网水质模型的研究[D];天津大学;2010年
3 沈承;城市供水管网节点混合模型研究[D];浙江大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 陈玉立;广州市芳村区供水管网现状分析及漏失对策研究[D];广东工业大学;2012年
2 孙柏;供水管网水力水质模型及其校核研究[D];湖南大学;2012年
3 孟凡琳;供水管网二次消毒方案优化及应用[D];清华大学;2012年
4 施银焕;M市供水管网余氯衰减模型的建立与校正研究[D];沈阳建筑大学;2013年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 记者 阎红;辽宁将建3.5万座无害化卫生厕所[N];健康报;2009年
3 曹爱方 朱军备 周敏艳 刘拥军;甬城350万居民今夏水够用[N];宁波日报;2010年
4 新华社记者 赵承 张宗堂 褚晓亮;“政府的责任就是确保群众安全,让群众安心”[N];新华每日电讯;2010年
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6 赖星;巨额环保资金为何“打水漂儿”[N];西部时报;2005年
7 卫银;银川保护湿地生态环境[N];中国消费者报;2001年
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邓涛;供水系统加氯模式优化理论与计算方法[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 虞介泽;基于余氯和THMs的管网水质服务水平模型研究[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张鹏;G市某管网水力水质监测点优化选址研究[D];湖南大学;2013年
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3 李斌;城市输配水管网水质变化的动态模拟[D];湖南大学;2002年
4 王梦琳;供水管网水质模拟及污染源定位研究[D];青岛理工大学;2010年
5 王久振;基于粒子群优化算法的供水管网污染源识别研究[D];湖南大学;2013年
6 黄佐之;城乡一体供水管网二次加氯优化控制技术研究[D];浙江大学;2012年
7 杨东豫;城市日用水量预测及监测点优化布置技术研究与应用[D];青岛理工大学;2010年
8 邱菊;COD测量方法与快速监测系统研究[D];浙江大学;2003年
9 施银焕;M市供水管网余氯衰减模型的建立与校正研究[D];沈阳建筑大学;2013年
10 周书葵;城市供水SCADA系统管网监测点优化布置的研究[D];湖南大学;2003年
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