基于余氯和THMs的管網水質服務水平模型研究.pdf

1、為了對管網水質運行情況進行評價，優(yōu)化管網水質，本研究中采用擴展余氯-I/O模型和THMs-I/O模型作為計算基礎，建立管網水質服務水平-加氯總費用多目標優(yōu)化模型。此外，由于水質監(jiān)測點在反映實際管網水質服務水平時存在誤差，故本論文對管網水質服務水平進行了修正。
　　首先，為使余氯-I/O模型在余氯快慢反應共存時仍適用，并且提高THMs各組分的計算效率，本文推導了擴展余氯-I/O模型和THMs-I/O模型。采用管網末端的飲用水和水廠濾

2、后水各自進行了加氯實驗。結果表明當初始余氯質量濃度大于某個閾值后，快反應在0.5小時內基本完成，水質監(jiān)測點的余氯質量濃度與加氯點上參與慢反應的初始余氯質量濃度符合線性比例關系?；趯嶒灲Y果，本文提出了擴展余氯-I/O模型的適用條件。在中試管網中驗證擴展余氯-I/O模型，結果表明擴展余氯-I/O模型優(yōu)于傳統(tǒng)的余氯-I/O模型。采用基于余氯消耗的THMs各組分生成模型擬合THMs各組分的質量濃度?？紤]溫度、初始余氯質量濃度和溴離子質量濃度為

3、影響因素，采用正交實驗觀察三因素對模型中的THMs各組分線性比例系數(shù)的影響。實驗結果表明，THMs各組分線性比例系數(shù)受溴離子質量濃度的影響最大，而受溫度和初始余氯質量濃度的影響較小。在中試管網中驗證THMs-I/O模型，結果顯示實測值與預測值間的相對誤差在9％以內。
　　其次，為研究管網水質運行情況的評價模型，本文引入余氯服務水平概念，初步探討了管網水質服務水平評價函數(shù)，改進了二次加氯優(yōu)化模型。參考余氯服務水平和《生活飲用水衛(wèi)生標

4、準》，建立了THMs各組分的服務水平?？紤]加權平均值、加權連乘值和加權標準差三類函數(shù)，用于建立關聯(lián)余氯及THMs各組分服務水平的管網水質服務水平表達式。本文采用管網水質服務水平-加氯總費用多目標模型對管網水質運行情況進行評價。結合一管網算例，采用EPANET_MSX模擬余氯衰減和THMs各組分生成，利用實數(shù)編碼的非支配排序遺傳算法(NSGA-Ⅱ)進行優(yōu)化，得到各種情況下的Pareto前沿面。計算結果表明，加權平均表達式為關聯(lián)余氯和THM

5、s服務水平的最優(yōu)方式。二次加氯點布置于水塔出水口和管網末端即可，過多的二次加氯點不僅不能顯著提高管網水質服務水平，還會加大加氯總費用。余氯衰減系數(shù)對pareto面的影響最大，故改善水質更換老舊管道是提高管網水質服務水平且節(jié)省加氯總費用最可行的方法。
　　最后，本文研究了水質監(jiān)測點在反映實際管網水質服務水平時存在誤差的現(xiàn)象，探討了管網水質服務水平的修正。模擬結果表明，隨著水質監(jiān)測點數(shù)量的增加，誤差有減小的趨勢，但不呈現(xiàn)單調遞減。當水