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水利工程论文-水处理系统优化运行.doc

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水利工程论文-水处理系统优化运行.doc

水利工程论文-水处理系统优化运行摘要:研究、建立了水处理系统优化运行的数学模型,提出了最优沉淀出水浊度的概念和各流程间流量最优分配的观点,探讨了系统局部最优和整体最优的关系。此外,还研制了优化运行软件包,并成功地运用于小型试验系统。结果表明,优化运行能节省10%~30%的运行费用,对水处理系统运行与优化设计都具有指导作用。关键词:水处理系统优化运行数学模型水处理系统优化运行的目的在于:通过提高水厂的技术管理水平,合理使用水厂现有处理设施,提高供水水质,降低供水成本,使系统在不断变化的运行工况中,经常处于良好的运行状态[1]。水处理系统优化运行主要包括两部分内容:系统状态模拟仿真与系统运行优化。前一部分,笔者已撰文作了较详细的论述[2],本文将主要讨论系统运行优化的问题。1优化运行数学模型一般大型水厂采用分期建设,每期建设由于考虑到场地条件、当时的工艺技术以及原水水质、处理效率、投资与经营费用等因素而选择了不同净水工艺及处理设备;而在一些老厂的扩建、改造中,又不断采用新工艺、新技术以增加产量,提高质量,因此形成了水厂处理系统多流程、多工艺、多池型的特点。由于不同流程、不同净水工艺、不同处理构筑物型式的处理能力、处理效率及运行费用不同,而且各种构筑物的运行参数又都互相联系、互相制约,因此就存在着整个处理系统在一定的运行条件下,各流程在处理能力上的相互协调、各处理构筑物在处理效率上的相互协调,从而达到整个系统的处理费用最小、能源消耗最低,即系统处于经济运行状态。1.1目标函数水处理系统日常运行费用主要包括:药费、沉淀池(包括澄清池,下同)排泥费和滤池反冲洗费,一泵站的提升费用暂不计算在内。式中F--运行费用,元/dmi--第i流程的混凝剂投加量,mg/Ln--处理工艺流程数eni--第i流程沉淀池单位排泥耗电量,kWh)、排泥耗水价(元/m3)、反洗水价(元/m3)1.2约束条件淀池:C1min≤C1i≤C1max滤池:C2i≤C2max(2)式中C1i、C2i--第i流程沉淀池、滤池出水浊度,NTUC1min--经沉淀池处理后能达到的最小出水浊度,NTUC1max--允许的沉淀池最大出水浊度,NTUC2max--要求的滤后出水浊度的上限,该值要小于或等于水质标准的合格浊度,NTU此外,由于水厂各流程之间相互连通,而且优化运行要求合理调配各流程的水量负荷,各流程的沉淀出水

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