给水处理体系改进应用的原理研究及探讨

  给水处理优化运行工况的基本考察参数本研究是考察水质因素中原水浊度、水温对给水处理系统优化运行工况的影响，而将pH值、碱度、色度等水质因素按常数处理，同时由于典型水厂一般是恒定负荷下运行，所以不考虑水量的变化。即以原水浊度、水温两项不可控制因素作为变量，以流量负荷这一控制因素为常量，探讨如何合理确定混凝剂投量、沉淀池排泥、反冲洗次数等运行参数，实现优化运行。整个给水处理系统包括混合、反应、沉淀等工艺环节（子系统），各子系统又是相互制约，相互关联的。各子系统不同运行状态的组合构成整个给水处理系统不同的运行工况，那么，存在各子系统运行状态的最优组合，也就存在给水处理系统最优的运行工况。在给水处理系统的运行过程中，沉淀水浊度作为一个状态变量贯穿于各相关子系统中，对于一定的原水，投药量一定时，沉淀子系统排泥水耗越高，则沉淀水浊度相对较低，过滤周期越长，反冲洗水耗越低；反之则相反。因此，沉淀水浊度是决定运行工况的核心参数。综上所述，我们对给水处理系统优化运行的研究的基本方法是以沉淀水浊度这一变量为研究的核心参数，以控制投药量作为实现手段，使系统运行处于最优工况点（段）满足要求的出水水质前提下，使系统运行费用最低。
　　给水处理系统优化运行的基本模式给水处理系统运行费用主要由滤池反冲洗水耗费、沉淀池排泥水耗费、混凝剂费用、氯耗费用以及机电设备的能耗费等，即f=nV洗C1 V排C1 mQC2 bQC3 W（1）式中：f为一天的运行费用，元；n为滤池每天反冲洗次数；V洗为次反冲洗所消耗的水量，m3；C1为反冲洗水和排泥水单价，元/m3；V排为沉淀池排泥所消耗的水量，m3；Q为日处理水量，m3/d；m、b为分别为投药率、投氯率，kg/m3；C2、C3为分别为药、氯的单价，元/kg；W为其它费用，元。由于氯耗费用只是水量的函数，而这里以水量为常数，所以式中第三项可视为常数。同时，第四项其它费用主要是各电耗费之和，电耗又是水量和水压的函数，而实际上投药泵属小流量、低扬程工作泵；反冲洗水泵虽属大流量，但在低扬程、短历时下工作；再加上电动排泥阀电耗小，所以式中第四项同前三项相比很小，忽略不计。在式（1）中，反冲洗水量、排泥水量以及混凝剂量都与沉淀水浊度有关。对给水处理系统优化运行的基本模式的分析对一个稳定运行的水厂来讲，式（2）中的每次反冲洗水量、水单价、药单价都是相对稳定的，则系统优化运行的问题可用矢量形式表示：minf=minf（n，m，V排）{n，m，V排}IV1（4）式中：V1为由各种技术条件限制而构成的可行域；其余参数同前。可以看出，这是一个三维的线性规划问题，而且决策变量中既有连续型变量又有离散型变量，因此构成了一个所谓混合规划问题。拟采用分层次的降维方法以减少系统函数的复杂性。