多水源供水管网余氯优化控制研究及应用
供水消毒剂中“氯”的应用分析
供水消毒剂中“氯”的应用分析随着现代科技的不断发展,水资源的各种污染问题也日益突出,特别是在城市水供应中,水污染日益严重。
针对这个问题,供水消毒剂作为水处理行业中必不可少的一部分,从而受到越来越多人们的关注。
其中,“氯”是一种最为普遍的消毒剂成分,广泛用于饮用水和废水的消毒处理中。
“氯”的消毒机理“氯”在水中的主要表现形式为次氯酸盐和氯离子,其消毒机理是通过破坏微生物细胞外壳和细胞膜,进而使细胞内质流失,达到杀菌的目的。
同时,“氯”还能够氧化微生物细胞内的生物分子,干扰微生物代谢并杀死细菌等病原体。
在供水消毒中,“氯”的应用主要包括以下几个方面:1. 饮用水消毒饮用水是人们日常生活中必需的水源,消毒是保障饮用水卫生和安全的重要环节。
在我国的城市供水中,“氯”是目前普遍使用的消毒剂,其主要应用范围是饮用水水源地、水厂、管网和用户自来水水龙头等处。
2. 废水处理中的消毒废水处理中的消毒是指将污水处理后的水进行上消毒处理,以保证其满足环保要求并达到安全排放的目的。
在废水处理中,“氯”作为消毒剂的应用范围也很广泛,主要包括污水处理工艺中的预氧化、混凝、沉淀、过滤等各个环节。
3. 食品加工领域的消毒在食品加工行业中,消毒也是非常重要的环节,以防止食品受到细菌等污染而引起食品安全问题。
在生产过程中,常常使用“氯”作为消毒剂,主要应用范围包括食品生产车间、餐饮服务场所、餐具、瓶罐等食品加工用具以及工人手部的消毒等。
“氯”存在的问题虽然“氯”可以在很大程度上保障水资源的卫生安全,但同时也存在一些问题:1.对健康的影响长期饮用含氯消毒剂消毒过的水,可能会对身体造成慢性损害。
例如,会导致细胞内产生高氯酸体质,增加呼吸道、肾脏甚至是心脏方面疾病的发生率。
2. 物质残留问题长期大量使用“氯”消毒剂,会导致化学物质残留问题。
在饮用水中,长期存在的含有氯消毒剂的消毒副产物,例如三氯甲烷、四氯乙烯等,对身体会有一定的慢性毒性作用。
供水管网余氯优化控制决策支持系统研究的开题报告
供水管网余氯优化控制决策支持系统研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程的不断加快,城市供水问题越来越受到重视。
供水管网是城市供水系统的重要组成部分,不仅需要保证供水质量卫生安全,同时要尽可能减少消耗的水资源和能源,提高供水管网的运行效率。
其中,供水管网余氯控制是保证供水质量的重要环节,但现有的控制方法仍面临许多问题,如信息不足、精度不高、反应时间慢等。
因此,本研究旨在开发一种供水管网余氯优化控制决策支持系统,帮助供水管网管理员更加高效地控制管网余氯浓度,从而提高供水管网的运行效率和供水质量。
二、研究内容1. 系统需求分析:对供水管网余氯优化控制决策支持系统的需求进行深入分析,确定系统的功能和性能指标。
2. 余氯浓度预测模型研究:建立供水管网余氯浓度预测模型,包括预处理、特征提取、特征选择和模型选择等步骤,实现对管网余氯浓度的快速准确预测。
3. 优化控制算法研究:借助PID等优化控制算法,实现对供水管网余氯浓度的实时控制和优化。
4. 决策支持系统设计:基于余氯浓度预测模型和优化控制算法,设计供水管网余氯优化控制决策支持系统,实现对管网余氯浓度的自动控制和优化决策。
三、研究意义1. 对于城市供水管理:利用该系统可以及时了解管网余氯浓度,减少供水过量和管网漏水的可能性,节约水资源和能源,并提高供水管网的运行效率和供水质量。
2. 对于学术研究:该系统结合了机器学习、优化控制等多种技术手段,具有一定的理论研究价值,对相关学科领域也有一定的推动作用。
四、研究方法与技术路线1. 相关文献综述:对现有的供水管网余氯控制相关技术和方法进行全面的调研和了解,明确当前存在的问题和瓶颈。
2. 需求分析与系统设计:结合现有技术手段,利用需求分析的结果设计系统框架和功能模块,制定技术路线。
3. 数据预处理和特征提取:搜集和整合供水管网的历史数据,进行数据清洗和处理,提取可用于预测余氯浓度的特征。
4. 模型选择和优化控制算法实现:选取适合的机器学习算法和优化控制算法,建立管网余氯浓度预测模型和优化控制算法,实现对供水管网余氯浓度的实时控制。
供水管网水质余氯安全及其保障措施探讨
供水管网水质余氯安全及其保障措施探讨前言余氯是指水经过加氯消毒,接触一定时间后,水中所余留的有效氯。
余氯的作用是保证持续杀菌,防止水受到再污染,它是保证供水安全性的一项重要指标[1]。
世界卫生组织在《饮用水水质准则》中将饮用水消毒问题列于第2位, 仅次于微生物问题。
美国EPA的《国家饮用水基本规则》中明确规定,饮水必须经过消毒。
在安全饮用水的供应过程中,消毒无疑是很重要的。
目前饮用水消毒的主要方法有氯化消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒等。
氯消毒具有经济、简便、来源较广泛并且能除去部分臭味和有机物等诸多优点,长期以来被各国广泛采用。
现今许多自来水厂仍然将其作为主要的消毒方式。
我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定:氯与水接触30分钟后,出厂水余氯含量应不低于0.3mg/L,管网末梢水不低于0.05mg/L。
如果水中余氯含量过低,就会导致细菌和大肠菌在供水管网中大量繁殖,影响供水水质;如果余氯含量过高,不仅浪费加氯量,而且会产生强烈的刺激性气味,损害人的呼吸系统,还有可能与水反应生成三氯甲烷和四氯化碳等致癌物。
国内外的许多研究结果发现:消毒剂投加量是影响消毒副产物生成量的重要因素[2]因此,控制保障水中余氯含量,对于保障饮用水卫生安全极为重要。
本文在查阅国内外相关文献报道的基础上,对余氯的研究综述如下。
1.管网余氯衰减研究进展氯消毒剂从应用到给水处理领域起,其在管网中的衰减规律一直是给水处理研究的热点。
国内外的研究结果表明管网中余氯的衰减主要由两部分组成[3]:一部分是氯在主体水中与有机物以及一些还原性无机离子反应引起的衰减,即主体水衰减,水体是指供水管道中由边界层至管轴之间的水体部分,这部分水体中的余氯消耗与外界环境无关,是氯与水中无机和有机组分反应的结果,该部分的衰减系数计为kb:另一部分是由于氯与管壁上的生物膜、腐蚀产物或者管材本身反应引起的衰减,称为管壁衰减,该部分的衰减系数计为kw。
给水管网余氯衰减规律试验研究
给水管网余氯衰减规律实验研究胡清源 2013214006 齐文放 2013214012屈阳欢 2013214014陈瑛 2013214070 胡作鹏 2013214073赵加斌 20132130811.背景1.1氯消毒城市供水系统的主要任务就是保证为用户提供安全可靠的自来水。
这其中包括两个部分,即水量和水质。
保证水量就是在用户水龙头处保持足够的压力,使用户能够得到所需要的水量;保证水质就是保证用户能够饮用到合格的自来水,也就是用户饮用的水质是符合国家生活饮用水卫生标准的。
通过水处理工艺去除水中污染物质和病原菌是保证水质的重要措施,消毒是水处理工艺中的重要组成部分。
加氯处理在水处理中被广泛应用,成为直到目前仍然被绝大多数水厂采用的保障饮用水卫生的最后屏障。
氯消毒剂从应用到给水处理领域起,其在管网中的衰减规律一直是给水处理研究的热点。
当前,对于给水管网水质的研究主要集中在生物稳定性、化学稳定性(主要是铁释放)和DBPs(消毒副产物,Disinfection By.products)三个方面,而这三个领域都与消毒剂的衰减有着很大的关系。
近二十年来,国内外对于配水管网中悬浮菌生长特性已经做了比较深入的研究,研究表明:管网中消毒剂余量和营养基质是控制悬浮菌生长的关键因素。
并将生物稳定性的研究重点从悬浮菌转向生物膜,有研究人员提出:管网中的悬浮菌主要来自于管网管壁上生物膜的脱落,且在管网水中维持AOC(可同化有机碳,Assimable Organic Carbon)为50 lag/L,消毒剂浓度为0.3mg/L时基本上可以控制管网内生物膜生长。
为了保证管网水生物稳定性,降低微生物风险,且经济合理地投加氯消毒剂,氯消毒剂在管网中的衰减规律成为研究的关键;氯消毒剂在清水池和管网中灭活细菌的同时与有机物反应,生成具有“三致”(致癌、致畸、致突变)作用的消毒副产物,对人体健康具有潜在的危险。
国内外的许多研究结果发现:消毒剂投加量和投加方式是影响消毒副产物生成量的重要因素。
供水管网管理与优化措施研究
供水管网管理与优化措施研究近年来,城市化进程加快,城市规模不断扩大,供水管网变得越来越重要。
然而,由于各种原因,我国的供水管网建设和管理还存在许多问题,如管网老化、漏损率高、水质不达标等。
为了保障市民生活用水,加强对供水管网的管理和优化至关重要。
一、管网老化问题供水管网的老化问题,是目前我国供水行业存在的难题。
由于使用寿命较长且难以检修,许多管网设备已经达到了或者超过了设计寿命。
经年累月的使用,管网内壁不可避免地会出现各种腐蚀、老化、污垢等问题。
这些问题都会导致管网的水力性能、水质和运行状态下降,给供水管理工作带来困难。
为了解决管网老化问题,管网管理部门可以通过定期检修、维护以及及时更换老化设备等措施,逐步提高管道设备的可靠性和安全性。
同时,科学地制定管网更新计划,根据设备的使用寿命和实际情况,对供水管网设施进行全面的改造和升级,确保其长期稳定运行。
二、漏损问题漏损是指水从管网或水厂到消费者用水处时,由于管网本身、设备易损部件的劣化、施工、运行、管理等原因而产生的不计入用户用水的损失。
漏损率高的管网不仅浪费了水资源,也会增加供水系统的运营成本,影响供水质量和服务水平。
解决漏损问题的关键在于加强管网的检测和管理。
一方面,可以通过建立高效的监测系统,对供水系统进行全面的监管和管理。
另一方面,可以采取一些改进措施,比如使用新材料,提高管网连接性,采用优良的环保节能技术等,从根本上避免漏损问题的发生。
三、水质问题我国的一些地区由于特定的地理环境和人为因素,水源受到了严重的污染,导致了供水水质无法达到国家标准,给居民的健康带来了威胁。
为保障供水水质,在管网管理方面,可以加大对水源地的保护力度,严格监管污染企业,监测污染排放,防止污染水体污染地下水和饮用水源。
另外,可以对供水管网进行加氯处理和消毒等措施,以确保供水水质达到标准。
四、供水管网管理的其他问题供水管网管理还有一些其他的问题,如供水系统的互联互通、数据监测、抢修速度等问题。
PSO-SVM+BP神经网络组合预测供水系统余氯的方法
PSO-SVM+BP神经网络组合预测供水系统余氯的方法【摘要】本文研究了利用PSO-SVM和BP神经网络相结合的方法来预测供水系统余氯含量。
首先介绍了PSO-SVM和BP神经网络在水处理和供水系统中的应用,以及它们各自的优势。
然后探讨了将两种方法相结合的优势,提出了一种PSO-SVM+BP神经网络组合的预测方法。
通过实验设计和结果分析,验证了该方法的有效性。
最后讨论了未来研究的展望和总结了本文的结论。
该研究为提高供水系统余氯预测的准确性和效率提供了新的思路和方法。
【关键词】PSO-SVM, BP神经网络, 供水系统, 余氯, 预测方法, 实验设计, 结果分析, 有效性, 研究展望, 结论总结1. 引言1.1 研究背景供水系统是城市生活中不可或缺的基础设施,保障着人们日常生活和生产的需求。
而余氯则是供水系统中十分重要的参数之一,它直接关系到供水的安全和品质。
余氯的准确预测对于供水系统的正常运行和水质监测具有重要意义。
传统的余氯预测方法往往存在预测精度不高、受到外界干扰影响等问题,因此需要引入先进的预测方法来提高余氯的预测精度与稳定性。
1.2 研究意义供水系统是维护居民生活和工业生产正常进行的重要基础设施,而余氯则是衡量供水系统消毒效果和水质安全的重要指标之一。
余氯的预测可以有效帮助水厂实时监控水质情况,及时发现问题并采取措施,保障供水系统的正常运行。
研究如何准确、高效地预测供水系统余氯的方法具有重要的意义。
传统的余氯预测方法往往存在预测精度不高、预测时间慢、模型复杂等问题,影响了供水系统运行的效率和安全性。
而结合PSO-SVM 和BP神经网络的方法,通过优化SVM和BP神经网络的参数,实现了更高的预测精度和更快的预测速度,能够有效提高供水系统余氯的预测准确性和效率。
研究PSO-SVM+BP神经网络组合预测供水系统余氯的方法,不仅可以为供水系统的安全管理提供新的技术手段,还可以为提高水质监测的准确性和及时性贡献力量。
《给水管网监测点优化及漏失定位的模拟与应用研究》范文
《给水管网监测点优化及漏失定位的模拟与应用研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,给水管网作为城市基础设施的重要组成部分,其安全、稳定、高效的运行对于城市的发展和居民的生活质量具有重要影响。
然而,由于管网系统复杂、环境因素等多方面的影响,管网漏失问题时常发生,这不仅会造成水资源的浪费,还可能对环境造成污染,甚至影响居民的正常生活。
因此,对给水管网进行监测点优化及漏失定位的研究具有重要的现实意义。
本文旨在通过对给水管网监测点优化及漏失定位的模拟与应用进行研究,为管网管理提供理论依据和实践指导。
二、研究背景与意义给水管网监测是保障管网安全运行的重要手段。
随着科技的发展,监测技术不断进步,但如何合理布置监测点、提高漏失定位的准确性等问题仍需深入研究。
本文通过对给水管网监测点优化及漏失定位的模拟研究,旨在提高管网监测的效率和准确性,降低漏失率,从而实现水资源的节约和环境的保护。
同时,本研究对于提高城市管网管理水平、推动智慧城市建设具有重要意义。
三、研究内容与方法1. 监测点优化方法本研究采用遗传算法和地理信息系统(GIS)技术,对给水管网进行监测点优化。
首先,收集管网的地理信息、管径、材质、历史漏失数据等基础信息;其次,建立管网模型,运用遗传算法对监测点进行优化布置;最后,通过GIS技术对优化结果进行可视化展示。
2. 漏失定位技术漏失定位主要采用声波检测技术和压力传感器技术。
声波检测技术通过检测漏水产生的声波信号,确定漏失位置;压力传感器技术则通过监测管网压力变化,结合管网模型进行漏失定位。
本研究将这两种技术进行结合,提高漏失定位的准确性。
3. 模拟与实际应用本研究首先在实验室环境下进行模拟实验,验证监测点优化及漏失定位方法的可行性和准确性。
然后,将该方法应用于实际管网中,对管网进行实时监测和漏失定位。
通过实际数据的收集和分析,评估该方法在实际应用中的效果。
四、实验结果与分析1. 监测点优化结果通过遗传算法和GIS技术的结合,本研究对给水管网进行了监测点优化。
给水管网余氯衰减规律实验研究
余氯浓度(mg/L)
1.16 1.10 1.06 1.03 0.98 0.92 0.80 0.72 0.56
余氯浓度(mg/L)
1.14 1.08 1.04 0.98 0.90 0.84 0.71 0.58 0.43
三、管网余氯影响因素
水力条件:流速(雷诺数) 水质条件:初始氯浓度、pH值
三、管网余氯影响因素
铸铁管(PVC管) 直径150mm(100mm) 长75m
实验装置图
3.1 流速对管网余氯的影响
不同流速下管网水余氯浓度
时间(h) V=0.10m/s V=0.30m/s V=0.60m/s
余氯浓度(mg/L)
0.15
0.54
0.40
3.3 pH值对管网余氯的影响
不同pH下管网水余氯衰减变化曲线 (初始氯浓度C0=1.20mg/L,流速0.3m/s,DN150铸铁管)
3.3 pH值对管网余氯的影响
衰减系数kw与pH的关系可以表示为:
不同pH下管网水余氯衰减动力学拟合结果
初始pH值 平均pH值 衰减系数k(h-1) 相关系数R2 k-kb(h-1)
0
1 2 4 6 8 12 16 24
0.63
0.58 0.56 0.42 0.33 0.30 0.25 0.12 0.11
1.56
1.42 1.31 1.05 0.83 0.65 0.40 0.25 0.15
3.2 初始氯浓度对管网余氯的影响
不同初始氯浓度下管网水余氯衰减变化曲线 (pH=7.50,流速0.3m/s,DN150铸铁管)
供水管网中余氯浓度模拟计算及工程应用
一阶 反 应模 型 , 即d 式 中, C / d � =- K�C , C为 余 氯浓度( / ; 1 / ) , �g L) K 为余氯 衰减系数 ( �� � K 包括 与主 体水 中的无 机物 和有 机物 反应 系数 及与 管壁 的反 应系 数 ; 为 时间 ( � �� � ) .
2 . 2 K 值的 测试 实验 在市 政铸铁 管段 上取 样 , 管段 没有 分流 . 通过 测定 管道 流速和 取样 口的 间距 推算 水的 流经 测 试 管段 管 1 9 8 , 3 4 2 , 6 3 0 , 10 8 0 , 162 依次 为 9 �8 距 1 的距 离 ( 0 , �)
径D 流速 0 通过 实 验 , 发现采 0 0��, . 3�/ . N1 � 用 一 阶 反 应 模型 和 实 验 数 据 吻 合比 较 好 ( 图 1 ) , 相关 系数 R 测试 =0 . 9 6 36 ,K= -0 . 0 2 26 5�� � . 仪表 为便 携式 Ha � c h余氯 测量 仪 . 2 . 3 水质 模型 计算 原理 水质 模 型 有动 态 算 法 和静 态 算 法两 大 类 , 目 前研 究 大都 采 用 动 态算 法 . 动 态 算法 基 本 原理 是
邓 涛 1 宁 冉 1 吴晨光 1 赵洪宾 1
哈尔滨工业大学 ( 1 . 市政环境工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 9 0 )
摘
要: 供 水管网中的余氯浓 度指示供水管网水 质安全状况 , 手动或者在线仪 表检测余氯 浓度 , 都不能全面 地
动态地反应整个管网余氯的变化规律 . 在 供水管网数字化水力模型基础上 , 运用拉格朗 日动态水质算法对 中国 南方某市管网余氯量进行了仿真计算 , 并 采用分布式并行遗传算法对水质模型参数进行了校核 , 最后模拟 的结 果和现场实测结果非常吻合 . 这表明 , 经过校核的水质模型具有一定的工程应用价值 . 关键词 : 供水管网 ; 余氯 ; 拉格朗日算法 ; 校核 ; 分 布式并行遗传算法 中图分类号 : T U9 9 1 . 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 7 0 3 7 ( 2 0 0 6 ) S 1 0 1 5 3 0 3
试论不同水质供水管网浊度对余氯衰减的影响
试论不同水质供水管网浊度对余氯衰减的影响摘要:日常生活中水的用途是十分广泛的,不同水质的作用是不同的,有效的水消毒对于病毒的消灭发挥着关键的作用。
通过开展不同水源、不同水质的供水管网的余氯和浊度检测工作,能够将不同水质供水管网浊度对余氯衰减的影响体现出来。
大量的研究结果体现出,在不同供水水质中,混合水质与其他水质相比,对于余氯衰减影响较大,所以为了进一步保证用水的质量,就要加强对供水管网的改造。
关键词:不同水质;供水管;网浊度;余氯衰减在实际的饮用水处理中,消毒工作是必不可少的,因为消毒可以将水中的病原菌微生物等进行消除,降低病毒对人体的伤害,防止疾病的传播[1]。
不同的水源水质在消毒时产生的消毒副产物种类和浓度也千差万别,不同水质供水管网浊度对余氯衰减具有较大的影响。
因此,需要积极分析不同水质因素在消毒过程中的变化规律,以便控制不同浊度对于用水安全的不良影响。
1.概述某城市供水管网在实际工作中采用的方式为统一供水,供水方式为由四周向市区集中,供水的过程中,部分地区因为距离较远,所以需要进行长距离供水,在长距离供水过程中,往往会因为距离过长而造成出厂水加氯消毒后经过供水管网输送导致氯被消耗,从而导致用户饮用水中余氯偏低。
通常情况下,供水管网的属性、供水的水力工况以及不同的供水水质都对余氯消耗具有不同的影响,其无论是在供水属性和供水状况方面,相对变化较小,但是对于水质余氯衰减的影响通常较大[2]。
一般情况下水质影响体现为浊度、pH 值和水温等。
所以在该地区的供水干线现场水质检测中,需要分析不同水质供水干线浊度对于余氯衰减的作用,从而为供水管网的更新改造提供保证,通过及时清理管网,降低余氯衰减的速度,解决偏远地区用水户余氯偏低的现象,保障城市供水水质达标。
1.检测项目和检测方式为分析城市供水系统浊度对余氯衰减的影响,主要检测浊度和余氯两项内容。
按水流方向选择三条不同水质供水干线,包括地表水、地下水和混合水,分别以干表、干下、干混表示。
供水管网中余氯衰减机理及模型研究
供水管网中余氯衰减机理及模型研究【摘要】国内外相关学者对余氯衰减机理及衰减模型进行了大量的研究,发现余氯消耗主要发生在主体水以及管壁表面。
余氯在主体水中主要和水中的有机、无机物反应:水中的无机物主要与余氯发生化学和电化学反应,水中有机物与余氯发生的反应比较复杂,主要和水中NOM的组分有关。
管壁表面余氯主要与存在的细菌膜和腐蚀瘤进行反应,其反应机理比较复杂,其影响因素较多。
此外,余氯在主体水中的主要衰减模型有经验模型、一级动力学衰减模型、二级组合动力学衰减模型、n级模型(19时,OCl-接近100%。
生产实践表明[4]:pH 值越低,相同条件下,消毒效果越好,虽然低pH值有利于提高氯的杀生效果,但却加快了冷却水系统金属的腐蚀速度。
为此,选择用氯作杀生剂时pH值控制在6.5~7.5为宜。
氯在管壁上与细菌膜反应所消耗余氯的化学反应,可用下式表示[15]:HOCl + Enzyme=[Enzyme…HOCl]→产物(17)余氯的消耗速率可以表示为:■=-k·[HOCl]·(Enzyme)(18)由于管网中能扩散到管壁上余氯浓度很小,所以可以合理的认为[Enzyme]远大于[OCl],即可把[Enzyme]作为常数。
定义Kw为余氯在管壁上的衰减速率常数,Kw=K[Enzyme],则式(18)是一个准一级反应。
2 余氯衰减模型国内外的研究结果表明管网中余氯的衰减主要由两部分组成:一部分是氯在主体水中与有机物以及一些还原性无机离子反应引起的衰减,即主体水衰减,该部分的衰减系数计为kb;另一部分是由于氯与管壁上的生物膜、腐蚀产物或者管材本身反应引起的衰减,称为管壁衰减,该部分的衰减系数计为kw。
管网中余氯总的衰减为kb+kw。
2.1 主体水余氯衰减模型主体水余氯衰减模型主要包括经验模型、一级动力学衰减模型、二级组合动力学衰减模型、n级模型(1<n<2)、一级平行模型、一级限制模型等,总结所有模型如表1所示:表1 主体水中主要余氯衰减模型汇总由于余氯衰减模型的参数都随着初始氯浓度或二次加氯量变化,导致模型的预测结果不稳定,因此,有研究者采用经验法来建立氯衰减模型:Dugan等[16]提出一种饱和度模型,在改模型中,氯的筛检速率取决于总有机碳(TOC)和初始氯浓度之比;Koechling等[17]认为氯的衰减与水中紫外线吸收(UV A)和溶解性有机碳(DOC)有关Hallam等[18]建立了一个经验关系式,包括二次加氯次数、TOC、初始氯浓度、温度这4个参数与主体水氯衰减系数k;钟丹[19]等提出一种实用可靠的氯衰减半经验数学模型,即速率系数可变模型,该模型以动力学速率方程为主,在任意初始氯浓度和二次加氯条件下,均可使用同一组模型参数计算余氯浓度。
供水管网末梢余氯微量在线监测技术的理解和应用
供水管网末梢在线余氯的微量监测技术杨家建,施正纯美国哈希公司北京代表处,北京100004,【摘要】:通过在线余氯分析仪的原理和常见问题的讨论,深入探讨管网末梢微量余氯监测的要点。
根据国标DPD检测方法,研究余氯检测的校正原理,分析检测过程中的常见干扰,结合在线微量余氯检测的实际的实验数据,总结管网末梢微量余氯监测仪器需要具备的条件。
【关键词】:管网末梢,微量余氯,国标方法,相关标准样,干扰,校正曲线。
Micro-Residual Chlorine Monitoring Technology of Drinking WaterYang Jiajian Henry ShiHACH Company,Beijing 100004【Abstract】:Describe the problems and difficulties of Mciro-residual chlorine monitoring in drinking water distribution system. Report a series of experiment data about a residual chlorine analyzer on the end of distributinon. Introduce a related standard sample for calibrating the residual chlorine system. Analyze the priciple of the calibration and the monitoring technologies. Summarize what is necessary we should do for monitoring the micro-residual chlorine.【Key Words】:Drinking Water Quality Security, The End of The Distribution,the National Standard, Micro-Residual Chlorine Monitoring Technology前言按照我国《生活饮用水卫生标准》规定:管网末梢水的余氯要求大于0.05mg/L。
给水管网单目标多工况优化设计的研究与应用的开题报告
给水管网单目标多工况优化设计的研究与应用的开题报告一、选题依据城市供水管网是现代城市基础设施之一,其优化设计对于提高供水系统的水质和供水能力具有重要意义。
当前,城市供水管网的设计和优化大多采用单一目标和单一工况进行研究,难以实现管网的全面优化。
因此,本研究将探索给水管网的多目标多工况优化设计方法,旨在提高管网的运行效率和水质,实现城市供水系统的可持续发展。
二、研究目的1.探究给水管网优化设计的基本理论和方法,了解目前研究方法的研究现状。
2.研究多目标多工况优化设计方法在给水管网中的应用,建立多目标多工况优化模型。
3.通过实例分析,验证多目标多工况优化设计方法的可行性和有效性。
4.总结多目标多工况优化设计方法的优点和缺点,提出改进措施,为未来研究和应用提供参考。
三、研究内容1. 给水管网基本理论与方法探究。
对给水管道管网的基本概念、特点、模型、优化基本思想进行分析,构建模型。
2. 多目标多工况优化设计方法研究。
分析多目标多工况优化设计的基本思路、目标函数设置、解决方法等方面的理论,探索其在给水管网优化中的应用方法。
3. 基于多目标多工况优化设计方法的给水管网优化设计实例分析。
构建多目标、多工况优化模型,在实际案例下进行分析和验证,并进行评价和比较分析,从而进一步探讨多目标多工况优化设计方法的可行性和有效性。
4. 总结分析。
在对多目标多工况优化设计方法的应用和实例分析后,对其优点和缺点进行总结,提出改进措施,为未来的研究和应用提供参考。
四、预期成果1. 多目标多工况优化设计方法在给水管网中的应用探讨,形成多目标多工况优化设计方案。
2. 基于实际案例的多目标多工况优化设计结果及比较分析。
3. 对多目标多工况优化设计方法的思路和模型进行总结,提出改进措施。
4. 发表1篇期刊论文。
五、研究方法本研究将采用文献法、理论分析和实例分析相结合的方法,对给水管网的多目标多工况优化设计进行研究。
文献法:对国内外关于给水管网优化设计的相关文献进行收集、筛选,查阅相关资料,了解其研究现状和发展趋势。
基于长距离配水系统余氯控制技术研究
镇及农村 )通常管线较长 、水 龄较长 ,饮用水在长距离输送 中余 物浓度 。前者为天然有机物(NOM)等和氯反应生成消毒副产物
氯浓度逐渐降低 ,使管网末梢的余 氯浓度不能满足《生活饮用 (DBPs);后 者对 水 中微生 物 的生 长产 生重 要影 响 。
水 卫 生标 准 》(GB5749—2006)的要 求 ,过 长 的水 龄亦 会 导致 水 质 2.2铁 、锰等 还原 性无 机 物
降低 。
水 中的铁 、锰等还原性无机物可与次氯酸等发生化学反应 ,
目前解决长距离配水问题的主要方法是通过增加出水厂的 其产物为更稳定的物质,加速余氯的衰减 。
投氯量来保证管 网末梢水 的余氯浓度 。然而相关研究表明 ,一 2.3水温
次性投投氯量太 多会导致消毒副产物(DBPs)中三致物质—— 温度对水 中余氯衰减有着重要影响 ,随着温度的升高 ,余氯
一 150一 科 学技 术创 新 2018.20
基于长 距离配水系统 余氯控制 技术研 究
刘 旺清 田佳 灵 文 芬 王 玉欢 (重庆 交通 大学 河海 学院 ,重庆 400074)
摘 要 :本 文分析 了余 氯 衰 减的 各个 影 响 因素 ,从 而针 对 多点投 氯技 术 的投 氯 点和 投 氟量 建 立模 型 ,最后提 出对余 氯 控制 技
得到保障。在此背景下 ,结合社会主义生态文明建设 的需求 ,以 2.1有机 物
区域集 中式 的城乡统筹供水应运而生 ,使城乡供水实现了同水 主体水中有机物浓度越高,则余氯衰减速率越快。有机物对
源 、同管网 、同水质。但 由于城乡统筹 区域供水管网(尤其是乡 余氯的影响包括消毒副产物的前体物质 和生物 可降解 的有机
根 据 我 国《生 活饮 用 水 卫 生 标 准 》 (GB5749— 2006))规 定 :氯 与 物的多少 ,大量的悬浮固体导致浊度升高的同时 ,会 (转下页 )
输水管网水压试验中的水质优化与智能控制
输水管网水压试验中的水质优化与智能控制输水管网是现代城市供水系统中的重要组成部分,而水质优化和智能控制则是保证供水系统正常运行和提高供水质量的关键因素。
本文将从输水管网水质优化和智能控制两个方面进行探讨,并提出相应的解决方案。
一、输水管网水质优化1. 设备选择与运行维护在输水管网试验中,选择适当的设备是水质优化的基础。
首先,需要选择符合国家标准的输水管材料,以确保输送过程中不会对水质造成污染。
其次,应使用高效过滤设备对水进行预处理,去除悬浮物、颗粒物和微生物等杂质。
同时,定期对设备进行维护和检修,以确保其正常运行,减少水质污染的风险。
2. 源水净化处理源水质的优化是提高输水管网水质的重要环节。
通过合适的净化处理方法,如混凝、絮凝、沉淀、过滤等,可以去除水中不溶于水的杂质、溶解性有机物和无机盐等。
此外,还可以应用更先进的技术,如超滤、反渗透等,对水进行进一步净化,提高其质量。
3. 调整水质参数调整水质参数可以改变水的性质,进而优化输水管网中的水质。
例如,调整水的pH值、浊度、溶解氧、硬度等参数,可以减少水中特定物质的溶解度、氧化还原电位,从而控制水中有害物质的含量。
此外,通过添加适量的消毒剂和抑制剂,可以有效地杀灭细菌和藻类,防止水质污染。
二、输水管网智能控制1. 数据采集与监测系统建立完善的数据采集与监测系统是实现输水管网智能控制的前提。
通过安装传感器和监测设备,对输水管网中的水质、流量、压力等参数进行实时监测,并将数据传输到中央控制中心。
这些数据可以为决策者提供准确、及时的信息,以便采取相应的控制措施。
2. 智能调控与优化基于数据采集与监测系统,可以利用智能调控与优化技术对输水管网进行智能控制。
例如,采用自动化调节阀门、泵站等设备,实现对水压、流量的精确控制;利用模型预测和优化算法,实现输水管网中的水质调控和优化;通过人工智能技术,对输水管网进行故障诊断和智能运维,提高系统的可靠性和稳定性。
3. 智能报警与响应智能报警与响应系统可及时发现输水管网中的异常情况,并采取相应的应急措施。
关于水质标准中余氯限值的探讨
关于水质标准中余氯限值的探讨氯作为一个常规的消毒剂,被广泛应用于水厂消毒和控制管网内的微生物增殖。
但是由于过多的加量会使自来水产生较强的刺激性气味,并且更重要的是由于水中腐植物质的存在,加氯在对水进行消毒的同时,对水中有机物进行了氯化,从而产生较多的有害消毒副产物,如最常见的三卤甲烷等。
因此,氯的加量及水中余氯的控制成了实际生产和管网管理的一个关键问题。
在此,结合绍兴市水务集团的实际情况,我们总结了执行此标准进行水质日常管理时遇到的一些问题,供大家讨论。
一、绍兴市供水管理概况绍兴市水务集团成立于2001年3月,集水库、供水、排水为一体的综合管理企业,下属的水库管理局、宋六陵净水厂、自来水公司分别为独立核算的法人单位。
2001年1月前,绍兴市区供水以市区平原河网为水源,经西郭水厂和南门水厂净水处理后,向市区供水。
为改善供水水质,绍兴市启动了以汤浦水库、宋六陵水厂和输水管网建设的小舜江供水工程。
工程于2001年1月投产供水,同时关闭原有两个水厂。
不论是西郭、南门水厂,还是宋六陵水厂都只使用了单一的氯消毒,并且工艺基本相似,除了在春、夏季为防止藻类生长,在原水入口处进行少量预加氯外,主要在滤后水后进行加氯,虽然三个水厂都设置了补充加氯点,但由于原水源的氨氮较高,因此西郭、南门水厂一般都在出厂水前补加氯,而宋六陵水厂因原水各项水质都较好,一般不实施补充加氯。
宋六陵水厂的预加氯按0.5mg/l的加量固定加入,滤后水则按水量进行自动加氯,由于原水污染较小,常年水质基本稳定,因此,滤后水的加氯量也相对比较稳定,一般在1.1-1.3mg/l 之间波动,以出厂管处为水质控制点,其常年的出厂水余氯基本控制在0.5mg/l左右。
出厂水经7公里DN2000-2400mm的输水管道送至阮家湾泵站,此时的余氯一般在0.4mg/l左右。
从阮家湾通过不同的管道分别售水给绍兴市及绍兴县。
至绍兴县共30公里DN1200-1800mm 的输水管道,其管网入口处的余氯约为0.2mg/l左右。
华北某再生水管网余氯衰减分析及影响因素研究
华北某再生水管网余氯衰减分析及影响因素研究张盛楠;田一梅;刘骋【摘要】The research on residual chlorine decay tendency and change rules of a reclaimed water pipe network of a city located in North China were carried out. Using EPANET software to simulate the hydraulic power and water quality of residual chlorine decay in the reclaimed water pipe network of the said district, the distribution situation of residual chlorine was gotten, and the accuracy of the model simulation was verified through detecting the water samples taken from actual pipe network. Many quality indicators of water samples taken from actual pipe network were detected, and the effect of all those indicators on residual chlorine decay were analyzed. The residual chlorine decays faster in summer, water temperature and turbidity of pipeline were important influencing factors of residual chlorine decay. The pH value of pipe network changes little and has lit-tle effect on residual chlorine decay. The relationship between TOC and residual chlorine decay was complex;the residual chlorine decay rate had a positive correlation with pipe network flow rate and the effect of tube wall on residual chloride decay could not be ignored.%针对华北某市再生水管网余氯衰减趋势及变化规律展开研究.采用EPANET软件对该区域再生水管网余氯衰减进行了水力水质模拟,得到了该管网的余氯分布情况,并通过实际管网取样检测验证了模型模拟的精确度.对实际管网多个水质指标进行取样检测,分析了各指标对余氯衰减的影响.余氯在夏季衰减更剧烈,水温、管道浊度是余氯衰减的重要影响因素,管网pH值变化不大,其对余氯衰减的影响不大,TOC与余氯衰减的关系较复杂,余氯衰减速度和管网流速呈现正相关关系,且管壁对余氯衰减的作用不可忽视.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2017(048)003【总页数】5页(P10-14)【关键词】再生水管网;余氯衰减;EPANET;影响因素【作者】张盛楠;田一梅;刘骋【作者单位】天津大学环境科学与工程学院, 天津 300072;天津大学仁爱学院, 天津 301636;天津大学环境科学与工程学院, 天津 300072;天津大学环境科学与工程学院, 天津 300072【正文语种】中文【中图分类】XTU991.2再生水回收利用为解决我国水资源危机提供了一个适时有效的途径,已在一些大城市普及使用。
供水管网中余氯衰减机理及模型研究
供水管网中余氯衰减机理及模型研究作者:张迷迷来源:《山东工业技术》2013年第10期【摘要】国内外相关学者对余氯衰减机理及衰减模型进行了大量的研究,发现余氯消耗主要发生在主体水以及管壁表面。
余氯在主体水中主要和水中的有机、无机物反应:水中的无机物主要与余氯发生化学和电化学反应,水中有机物与余氯发生的反应比较复杂,主要和水中NOM的组分有关。
管壁表面余氯主要与存在的细菌膜和腐蚀瘤进行反应,其反应机理比较复杂,其影响因素较多。
此外,余氯在主体水中的主要衰减模型有经验模型、一级动力学衰减模型、二级组合动力学衰减模型、n级模型(1【关键词】主体水;管壁;余氯衰减机理;余氯衰减模型Research on Residual Chlorine Decay Mechanisms and Models in Water Supply SystemZHANG Mi-mi(Hongliu Coal Mine of Shenhua Ningxia Coal Industry Group, Lingwu Ningxia, 751400)【Abstract】Many researches on residual chlorine decay mechanisms and models at home and abroad have been carried out. It was found that consumption of chlorine mainly occurred in bulk water and on the pipeline surface. Chlorine mainly reacted with inorganics and organics in bulk water. When met inorganics, it usually took place with chemical or electrochemical reactions, and its reactions with organics were complex for them related to the NOM compounds. On the pipeline surface,residual chlorine mainly reacted with bacterial membrane and corrosion scale, the mechanism was complicated with many influencing factors. Typical chlorine decay models in bulk water are empiric model, first-order chlorine decay model, combined second-order chlorine decay model, n-order chlorine decay model, first-order parallel model, first-order restricted model and so on. Zero-order kinetics model and first-order kinetics model were the main decay model of residual chlorine on pipeline surface.【Key words】Bulk water;Tube wall;Residual chlorine decay mechanisms;Residual chlorine decay models0 前言余氯消毒作为常规水处理工艺的最后一道安全保障工序,对于保证饮用水安全具有重要的意义,在众多种类的消毒剂中,氯是国内外使用最广泛的一种。
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出水量 , h , m / ; 为水源泵站数 ; 为划分的水力周期 . ,
内时段 数 为 电耗成 本 ; 为 第 泵 站 第 时 段 扬
2 余 氯优 化控 制模型
21 余 氯 优化 控 制模型 的 分类 .
程 , c 为第 i m; 泵站第 时段单位扬程 和单位供 水
量时 的 电费 , ( m ・ ; 为规 定 管 网节 点 某 一 m) c
①
最佳加氯量模型
模型求解过程 中一个重要 的因素 , 如果选 择不 当 , 会对结果产生 不 良影 响 , 且传 统求 解方 法在 搜索 广 度 方 面也 有 欠 缺 。
余 氯优 化控 制 系统作 为 供水 管 网优化 调度 系 统 的高级 发展 形式 , 以供水 管 网余氯 为控 制对 象 , 以管 网 的水 质模 型为 决 策 评 价基 础 , 以水 质监 测 网 为数
出水余氯浓度有富余 , 且没有根据供水分界线对 出 厂水余氯浓度进行调整 , 导致管 网中部分节点余 氯 过高 , 水有强烈 的刺激性气味, 同时对管道也造成一
定的腐蚀 ¨ 。合理控制余氯可减少 总加氯量 , 1 J 降低 消毒副产物生成潜能 , 使管网水余氯分布更加均匀, 同时提高系统 的供水生物安全性及应对污染物侵害
{ I
:
专 ( 一 c c)
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( 1 )
式中 为广义水力 目标 函数 ; 为广义余氯 控制 目标 函数 ; 为制水成本 ; . 为第 i s 泵站第 时
段单 位制 水 费用 , m ; 。 Q 为第 i 站 第 .时 段 的 泵 J .
图 1 泵阀与余氯投加联合控 制
c nt o n wa e u l e wo k t u tpl t r s ur e o r li t r s pp y n t r wih m li e wa e o c s
Wa gH ajn Z o h n qn G h ja n u nu , h u C a g i , uS uu n
Absr c : t a t Ba e o t h d a lc p i z to d s ac i g s d n he y r u i o tmiai n ip t h n mo l t e e i u l h o i e de , h r sd a c lrn o tmiain c n rls se wa sa ls e o r s le t e h g o c ntain o e i u lc lrn n wa e p i z to o to y t m se tb ih d t e o v h ih c n e r to fr sd a h o i e i tr
第 5卷 第 5期 21 年 1 01 0月
供 水 技 术
W ATER TECHN0L0GY
Vo _ l5 No. 5 0c . t 及应 用
王焕君 , 周长芹 , 顾淑娟
( 兖矿 集 团东华建设有 限公 司 建安 分公 司,山东 邹城 2 3 0 ) 7 5 0
2 2 6m / .9 #L tn ia dta ti m dl o l b sdfr eiu l h r eo t i t n . 2 g Lt 2 1 1m o .Iidct ths o e cud eue s a c l i pi z i e h or d on m ao
余氯期望水 平 , gL C为 z m/ ; 节点 k时段 的平 均余 氯 , g L 为 一 定 周 期 等 时 间 间 隔 的余 氯 模 拟 采 m/ ;
样 点数 ; 节 点数 。 £为 各 泵 站 日供 水能 力 、 口压 力 要求 及 各 测 压 点 出 服 务水 压要 求 是水 力 优 化 调 度模 型 的 约束 条 件 ; 各
qu lt g n tc ag rt aiy; e ei lo hm i
为保 证管 网水 中具有 一 定 的余 氯 , 多 水 厂 的 很
1 余 氯优化控制 方式
余氯 控 制 属 于存 在滞 后 时间 的控 制 过 程 , 由于 城市 供水 管 网用水 量 呈 周 期性 变 化 , 以 出厂 水 至 所 水质 监测 点 的延 时也 是 周 期 性 变化 , 以水 质 监 测 点
( o s ut n& Is l t nC m a yo o g u os ut n C . t. C nt co r i nt l i o p n D n h aC nt c o o, d, aao f r i L
Y n u n ru Z uhn 7 5 0 hn ) a k a gG op, o ceg2 3 0 ,C ia
摘 要 : 为解决供水 管网节点余氯浓度过 高问题 , 立 了基 于水 力优化调 度模型 的余 氯优 化控 建
制 系统。将 建立的余氯优化控 制模 型应 用 于 S 市 多水 源供 水 系统 , Y 得到 了各水 厂不 同时段 的供 水
量、 氯投 加量及 节点余氯 浓度 等信息 。优化后 的各水 源供 水量 变化较 大, 平均氯投 加量 由226m / .2 gL
最佳加氯量模型是指在管网中各节点余氯浓度 满足要求的条件下 , 管网中的余氯浓度不能太高 , 以
减少 总 加氯 量 和消 毒副产 物 。该模 型 的 目标是 使各 水 源 总加 氯量最 小 , 型求解 简单 , 易受 水力 周 期 模 但 影 响 , 算 维度 高 , 计 在实 际应 用 中需要 进行 处理 。 ② 最 佳期 望浓 度模 型 最 佳期 望浓 度模 型是 指 在保 证整 个管 网任 意 节
的能 力 。
的余氯含量作为加氯消毒系统的反馈控制 , 以构 可
成 一个 时滞 时变 的控制 系统 。管 网余 氯变 化对 用户 端余 氯 状况 的影 响极 其 重 要 J而 传 统 的余 氯 控 制 ,
并未考虑管 网内的余氯变化。因此 , 笔者拟采用泵
・
4 ・ 4
21 0 1年 l 0月
点余氯达标的前提下 , 使各加氯点的投加量最少 , 同 时使管网中的余氯分布最均匀。采用该模型易于理 解水力与水质之间的关系 , 对计算 的要求不严格 , 在
氯 衰减 模 型和投 加 点 给 定 的情 况 下 , 需严 格 的水 无
力周 期 , 更接 近 于实 际应用 。 2 2 余 氯优化 控 制模 型 的建 立 .
降至 211 gL 表明该模型在多水源供水管网余氯优化控制中具有一定的应用价值。 .9 / , m 关键 词 : 供 水 管 网 ; 余 氯 ; 优 化调 度 ; 水质 ; 遗传 算法
中图分 类号 :T 9 13 U 9 .3 文献标 志码 :B 文章 编号 :17 9 5 (0 1 0 0 4 0 6 3— 33 2 1 )5— 04— 3
王焕君 , : 等 多水源供 水管网余氯优化控制研 究及 应用
第 5卷
第 5期
阀与余氯投加联合控制方式 , 在优化制水与输水成 本的基础上实现余氯优化控制 , 具体模式见图 1 。
水 量 预
期 望 浓
r = l (
JQ ) ( ∑CQ H. s 十 f zo i )
有很 高 的全 局 寻优 能力 和 收 敛 速 度 ; 进 了 N G 改 SA 算 法 中复杂 、 难操 作 的非 控制 排序 方法 。
2 4 增 加边 界约 束条 件 .
传统 的余氯优化控制所基于的给水系统水力模
型不 受水 质参 数 影 响 , 型 的 解 虽 然 满 足 既定 目标 模 函数 , 是如果 忽 略水 力状 态对 水质 参 数 的影 响 , 但 所
水厂加氯要求 、 各节点余氯浓度要求为余氯控 制模 型的约束条件。 2 3 余 氯优 化控 制 模型 的求 解 . 建立 的余 氯 控制 模 型 是 一 个 多 目标 优 化 模 型, 该模 型 要 求 综 合 得 出 目标 函 数 的 最 小 值 。传
统 的多 目标 优化 方 法 将 各 个 子 目标 聚合 成 一 个 带 正 系 数 的 单 目标 函 数 , 数 由 决 策 者 决 定 或 者 由 系 优 化 方法 自适 应 调 整 , 缺 点 是 系 数 的设 计 成 为 其
s p l ewo k n d s T e r sd a h o n p i z t n c n r lmo e a p l d i l p e w tr u py n t r o e . h eiu lc lr e o t i miai o t d lw s a p i n a mu t l a e o o e i
d i 1 . 9 9 iis . 6 3—9 5 . 0 1 0 . 3 o :0 3 6 / .sn 1 7 3 3 2 1 . 5 01
Re e r h a pp ia in o e i a h o i e o tm ia i n s a c nd a l to n r sdu lc l rn p i z to c
据来源 , 以余氯控制决策为分析中枢 , 以调度执行设 施为控制实现手段 , 从而达到科学管理和控制供水
管 网水 质 的 目的。
采用 改进非控制排序遗传算 法 ( S A— I 求 NG I ) 解余氯优化控制模型 , 可不依赖权重系数对含 有多
目 函数计算值的个体进行排序 ; 标 实现多 目标 函数 情 况下 的小 生境 技术 , 持解 的多样性 , 证算 法具 保 保
c n e t t n frd f r n e i d n e c t r o k r b an d o c n r i o i e e tp r si a h wae w r swe e o t ie .T e w tr s p l u n i f e c ao f o h a e u p y q a t y o a h t