城市給水管網二次加氯優(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，合適的氯投加量對管網水水質的好壞起著至關重要的作用。但多數(shù)水廠僅在水廠出口進行一次性投氯，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中的較好分布，而且有可能導致管網中局部區(qū)域余氯濃度較高，造成對人體健康有影響的消毒副產物的增加。針對這種情況，本文提出了在管網中進行二次加氯優(yōu)化的思想，即通過在管網中增設二次加氯點，使管網中投氯量足夠以滿足水處理過程中的內在消耗即對微

2、生物的傳染提供足夠的保護，同時保證余氯濃度在管網中的分布比較均勻，將對人體健康有威脅的消毒副產物的產生量減到最小。
　　本文首先對氯消毒的機理進行了研究，分析了影響余氯在管網中衰減的因素，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。然后在管網水力模型和此余氯衰減模型的基礎上建立了管網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)進行優(yōu)化，采用遺傳算法用MATLAB編程進行求解，第二級優(yōu)化模型對加氯量進行

3、優(yōu)化，采用Lingo軟件編程進行求解。
　　為了驗證模型及算法的有效性，將上述優(yōu)化模型應用于EPANET軟件中的一個實例管網和大慶市實際供水管網，首先用EPANET2.0對管網進行水力模擬計算，再在水力計算結果的基礎上進行二次加氯的優(yōu)化。優(yōu)化結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，降低了由于管網中