给水处理系统高效经济运行研究之一(策略与模式).doc

1 给水处理系统高效经济运行研究之一( 策略与模式) A METHOD FOR EFFECTIVE AND ECONOMICAL OPERATION OF WATER TREATMENT SYSTEM Abstract : The optimal operation for a drinking water treatment system is important both for the quality and for the cost. A strategy of effective and economical operation for the system and the concept of optimal turbidity for settled water are developed, the optimal turbidity is variable with the variation of the raw water quality and the condition of the system. According to this strategy, a method of operation by varying the turbidity of settled water is proposed. The basic relationship and limitation for this operation method is discussed. Key words : water treatment economy operation 摘要:给水处理系统优化运行是保证处理水质和降低运行成本的重要手段。本文提出了解决优化运行问题的高效 2 经济运行策略和最佳沉淀水浊度的概念,论述了根据最佳沉淀水浊度的变化来实现高效经济运行的变沉淀水浊度运行模式, 初步探讨了该模式随水质、水量等因素变化的基本规律与约束条件。关键词:水处理经济运行供水系统是城市不可缺少的基础设施,供水的质量与价格关系到国计民生。采取技术措施, 保证供水质量、降低供水价格是十分必要的。作为供水系统的重要组成部分,给水处理工艺设施是决定水质与水价的关键环节, 对其工况进行合理调节, 从而在满足用户水质要求的同时最大限度地降低水处理成本, 很有意义。这是涉及给水处理系统优化的问题。为此, 本文提出了解决该优化问题的高效经济运行策略, 并就实现这一策略的基本模式进行探讨。 1 、给水处理系统的优化运行问题与解决策略给水处理系统的优化,包括优化设计与优化运行。在设计一套给水处理系统时, 应根据已有的设计条件( 如水量、水质) ,选定最佳的工艺系统、最佳的设施组合、最佳的工 3 艺参数等,从而保证在给定的设计工况条件下系统是最优的。这就是优化设计问题。在实际运行中,处理系统接受的原水来自江河湖泊, 受自然条件等因素的影响, 水质是不断变化的, 有时变化幅度是很大的, 如来自同一条河流的原水浊度可能在几十度至几千度之间变化; 水量也可能受用水情况影响而有较大变化。因此给水处理系统的运行条件属于非稳定工况。设计工况仅是实际运行工况范围中的一个点,只有在该点上,实际工况符合设计条件, 系统可以处于最优运行状况; 在其它条件下, 不能保证运行工况最优。况且, 受设计水平、地区经济因素( 如药剂价格) 变化、水处理构筑物状况等的影响, 即使实际工况与设计条件相符, 也不能保证运行工况就一定是最优的。上述分析说明, 一个设计上达到最优的水处理系统, 并不能保证在运行时总是最优的, 甚至可能是远离优化工况的。这就提出了一个优化运行的问题。在此, 所谓最优运行工况指对于已建成的水处理系统, 以最低的运行费用处理水、使之达到水质标准的要求。在生产运行中,水处理系统受多种因素影响,达到运行的最优化往往是困难的。若仅考虑影响运行费用的若干主要因素、忽略次要因素, 则可使问题得以简化, 有可能较大 4 程度地发挥水处理系统的能力、使之在近于优化的较经济条件下运行,在此将该种运行策略称为高效经济运行方式。给水处理系统的高效经济运行,必然受一些条件的约束, 其中水质卫生安全性是最重要的约束之一。随着水污染的加剧及用水水质标准的提高, 安全饮用水是近年来人们关注的一个热点问题。在给水处理系统运行时首要考虑的就是处理后的水质要符合相关水质标准的要求, 符合水质卫生安全性的要求。给水处理系统的高效经济运行, 必须以水质的卫生安全性水平不降低为前提。 2 、给水处理系统运行的经济函数(1 )运行费用构成分析常规给水处理系统由混合、反应、沉淀、过滤、消毒等环节组成, 在此也以该典型系统为研究对象。其运行费用主要由以下几部分构成。电费: 包括系统的水头损失、附属机电设备的电耗等