多水源供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度及管網(wǎng)鐵釋放研究.pdf

1、實(shí)現(xiàn)多水源供水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行,抑制鐵質(zhì)管道的鐵釋放,防止管網(wǎng)鐵濃度超標(biāo),保證供水安全是供水企業(yè)普遍面臨的問題。本文研究的主要內(nèi)容包括:多水源供水管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型的建立及求解方法的研究。針對多水源供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型的復(fù)雜性,在現(xiàn)有算法不足的基礎(chǔ)上,研究了更加適用的求解算法;針對水源水質(zhì)指標(biāo)和管網(wǎng)水力條件等變化而引起管網(wǎng)鐵釋放超標(biāo)的現(xiàn)象進(jìn)行研究,在對管垢的形態(tài)和成分以及管網(wǎng)水體中鐵的存在形態(tài)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,分別研究了不同水質(zhì)指標(biāo)和水力條

2、件的變化對鐵釋放的影響,圍繞水源切換和多水源聯(lián)合供水條件下管網(wǎng)鐵釋放的規(guī)律,分別探索了調(diào)節(jié)pH值、堿度和投加聚磷酸鹽緩蝕劑的控制效果,結(jié)果表明:
　　第一:利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管網(wǎng)狀態(tài)宏觀模型代替水力平衡方程組,建立了普遍適用的多水源供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型。利用改進(jìn)的粒子群算法求解模型,有效實(shí)現(xiàn)了全局搜索和局部精確搜索的平衡,避免簡單粒子群算法容易陷入局部最優(yōu)的缺陷。通過對天津市供水系統(tǒng)進(jìn)行建模和計(jì)算,證明了模型和算法的可行性。

3、>　　第二:不同管道內(nèi)形成的管垢均具有明顯的分層結(jié)構(gòu),外表致密,內(nèi)部疏松。垢體的主要成分均為鐵的各種氧化物,占總量的70％以上。由于管徑、管材、敷設(shè)年代及供水水力、水質(zhì)條件的不同,不同管道內(nèi)部所形成的管垢的形貌和組成成分也存在一定差異。管網(wǎng)水體中的鐵元素主要以鐵的各種氧化物形式存在,鐵的氧化物以細(xì)小的顆粒態(tài)懸浮在水體中,是引起“黃水”現(xiàn)象的直接原因。在此基礎(chǔ)上,對鐵的釋放過程和“黃水”的形成過程進(jìn)行了探討,不同鐵釋放模型均認(rèn)為管垢中溶解

4、度較高的二價(jià)鐵化合物的大量溶出是鐵釋放的最重要過程。
　　第三:進(jìn)水水質(zhì)(DO、pH、氯離子、硫酸根、堿度和余氯)和管網(wǎng)水力狀態(tài)(流速、停留時(shí)間、流態(tài)和流向)的變化均會(huì)對鐵的釋放產(chǎn)生影響,但二者的作用機(jī)理不盡相同,前者往往持續(xù)時(shí)間較長,而后者屬短期作用。其中7個(gè)因素與鐵釋放的灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果為:Cl->SO42->堿度>余氯>停留時(shí)間>pH>流速。
　　第四:不同水源之間的頻繁切換會(huì)破壞管垢表面的鈍化層,使鐵釋放速率迅速變