城市給水管網(wǎng)二次加氯優(yōu)化及算法實現(xiàn).pdf

1、飲用水氯消毒是我國大部分凈水廠廣泛使用的一種消毒技術(shù)，合適的氯投加量對管網(wǎng)水水質(zhì)的好壞起著至關(guān)重要的作用。但多數(shù)水廠僅在水廠出口進(jìn)行一次性投氯，由于余氯隨著停留時間衰減，這種做法通常不足以保證余氯濃度在管網(wǎng)中的較好分布，而且有可能導(dǎo)致管網(wǎng)中局部區(qū)域余氯濃度較高，造成對人體健康有影響的消毒副產(chǎn)物的增加。針對這種情況，本文提出了在管網(wǎng)中進(jìn)行二次加氯優(yōu)化的思想，即通過在管網(wǎng)中增設(shè)二次加氯點，使管網(wǎng)中投氯量足夠以滿足水處理過程中的內(nèi)在消耗即對微

2、生物的傳染提供足夠的保護(hù)，同時保證余氯濃度在管網(wǎng)中的分布比較均勻，將對人體健康有威脅的消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生量減到最小。
　　本文首先對氯消毒的機(jī)理進(jìn)行了研究，分析了影響余氯在管網(wǎng)中衰減的因素，通過對眾多余氯衰減模型的研究確定了一種實用的一級衰減模型。然后在管網(wǎng)水力模型和此余氯衰減模型的基礎(chǔ)上建立了管網(wǎng)中二次加氯的分級優(yōu)化模型，第一級優(yōu)化模型對加氯點的位置和個數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，采用遺傳算法用MATLAB編程進(jìn)行求解，第二級優(yōu)化模型對加氯量進(jìn)行

3、優(yōu)化，采用Lingo軟件編程進(jìn)行求解。
　　為了驗證模型及算法的有效性，將上述優(yōu)化模型應(yīng)用于EPANET軟件中的一個實例管網(wǎng)和大慶市實際供水管網(wǎng)，首先用EPANET2.0對管網(wǎng)進(jìn)行水力模擬計算，再在水力計算結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次加氯的優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明所選的二次加氯點及優(yōu)化加氯量，不僅滿足控制點余氯濃度的要求，而且與僅在水廠出口增加投氯量以滿足控制點余氯濃度的要求相比，管網(wǎng)中各節(jié)點余氯濃度普遍下降，濃度分布比較均勻，降低了由于管網(wǎng)中