城市供水管網(wǎng)多點(diǎn)加氯的優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)行研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)飲用水水質(zhì)安全問(wèn)題的關(guān)注程度日益加深。自從人們發(fā)現(xiàn)飲用水氯消毒處理會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物以來(lái)，要求降低乃至消除這些消毒副產(chǎn)物的呼聲也越來(lái)越高。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了深入的研究和探索，從尋求新型高效的消毒劑、改進(jìn)凈水處理技術(shù)到開(kāi)發(fā)消毒副產(chǎn)物去除的工藝等多方面展開(kāi)研究，取得了一定的成效。然而，大多數(shù)忽略了從管網(wǎng)系統(tǒng)這一飲用水水質(zhì)輸送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手開(kāi)展安全消毒的研究。當(dāng)前世界上90％之多的自來(lái)水廠仍然

2、在使用氯消毒，系統(tǒng)地研究氯消毒機(jī)理及其在管網(wǎng)系統(tǒng)中的分布規(guī)律、開(kāi)發(fā)合理實(shí)用的氯消毒方法是十分必要的。本文旨在通過(guò)管網(wǎng)多點(diǎn)加氯，優(yōu)化消毒劑氯的投加位置和投加量，力求在保持原有凈水工藝不變的條件下，最大程度地降低管網(wǎng)的余氯水平，使余氯量既保證控制細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的最小濃度，又不至太高而增加生成消毒副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)，以達(dá)到合理控制消毒副產(chǎn)物生成，保障飲用水輸送過(guò)程中的水質(zhì)安全。 本論文內(nèi)容主要分三部分： 首先對(duì)國(guó)內(nèi)外供水管網(wǎng)水質(zhì)變化的

3、研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)分析，針對(duì)城市供水管網(wǎng)余氯分布不均、管網(wǎng)末端余氯不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，指出管網(wǎng)多點(diǎn)加氯將是今后控制飲用水水質(zhì)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，并對(duì)氯消毒機(jī)理及余氯在管網(wǎng)中的衰減變化規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)和歸類(lèi)。 然后，運(yùn)用圖論的有關(guān)知識(shí)分析了城市供水管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和水力特性，提出了一種多點(diǎn)加氯優(yōu)化選址的方法；再次基礎(chǔ)上，運(yùn)用非線性規(guī)劃理論，建立了確定各點(diǎn)加氯量的優(yōu)化計(jì)算方法；并對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行中多點(diǎn)加氯的控制和調(diào)整進(jìn)行了嘗試性探索。具體內(nèi)容

4、有(1)借鑒了管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化選址的基于監(jiān)測(cè)水量和基于有效監(jiān)測(cè)范圍的理論，根據(jù)管網(wǎng)多點(diǎn)加氯的具體情況，提出了基于有效作用范圍的加氯點(diǎn)優(yōu)化選址的方法，并給出了求解的步驟，合理地確定了加氯點(diǎn)的數(shù)量和位置，使得加氯點(diǎn)在管網(wǎng)在分布均勻；(2)在加氯點(diǎn)位置和數(shù)量確定的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)非線性優(yōu)化模型來(lái)計(jì)算各加氯點(diǎn)的優(yōu)化的加氯量。以使總加氯量最?。?3)對(duì)管網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行及事故情況下，如何合理的調(diào)整加氯量，調(diào)節(jié)各個(gè)加氯點(diǎn)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)優(yōu)化加氯進(jìn)行了有

5、益的嘗試。 最后，通過(guò)對(duì)實(shí)例供水管網(wǎng)進(jìn)行多點(diǎn)加氯的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并利用美國(guó)國(guó)家環(huán)保總局開(kāi)發(fā)的管網(wǎng)模擬軟件EPANET2.0模擬其運(yùn)行，進(jìn)一步驗(yàn)證了方法的合理性和正確性。結(jié)果表明，實(shí)施管網(wǎng)多點(diǎn)加氯不僅節(jié)省加氯量，而且可使整個(gè)管網(wǎng)余氯大致均勻分布在0.2mg/L～0.4mg/L的水平，大大地降低了生成消毒副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)。基本實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性的統(tǒng)一。 本研究對(duì)于供水企業(yè)改進(jìn)管網(wǎng)水消毒技術(shù)，提高飲用水水質(zhì)具有實(shí)際指導(dǎo)