主权项 |
1.一种供水管网水质在线监测、预测方法,其特征在于,包括如下步骤: 1)在线监测仪表按时序采集管网进水点处的水质理化指标数据,包括:氨氮浓度、余氯量、水温;相同时序人工采集:溶解性有机碳浓度、不溶解性有机碳浓度和细菌总数; 2)根据氨氮浓度、溶解性有机碳、不溶解性有机碳、余氯和细菌间的生化反应关系,构建水质模型,所述的水质模型包括: (1)水质模型的模拟变量: 水中细菌浓度,C<sub>BL</sub>,单位为:CFU/ml; 生物膜中细菌浓度,C<sub>BF</sub>,单位为:CFU/m<sup>2</sup>; 水中死亡细菌浓度,C<sub>DBL</sub>,单位为:CFU/ml; 生物膜中死亡细菌浓度,C<sub>DB,F</sub>,单位为:CFU/m<sup>2</sup>; 水中溶解性有机碳浓度,C<sub>DOC,L</sub>,单位为:mg/L; 水中可生物降解有机碳浓度,C<sub>BDOC,L</sub>,单位为:mg/L; 水中不溶性有机碳浓度,C<sub>NDOC,L</sub>,单位为:mg/L; 生物膜中不溶性有机碳浓度,C<sub>NDOCF</sub>,单位为:mg/m<sup>2</sup>; 水中氨氮浓度,C<sub>1NL</sub>,单位为:mg/L; 水中余氯浓度,C<sub>Cl/L</sub>,单位为:mg/L (2)各模拟变量的生化反应方程式C<sub>Cl,L</sub>>C<sub>Cl,tL</sub>时,<img file="FDA00002531486900011.GIF" wi="1361" he="118" />C<sub>Cl,L</sub>≤C<sub>Cl,t,L</sub>时,<img file="FDA00002531486900012.GIF" wi="1368" he="118" />C<sub>Cl,L</sub>>C<sub>Cl,t,F</sub>时,<img file="FDA00002531486900013.GIF" wi="1342" he="118" />C<sub>ClL</sub>≤C<sub>Cl,t,F</sub>时,<img file="FDA00002531486900014.GIF" wi="1332" he="118" /><img file="FDA00002531486900015.GIF" wi="1633" he="84" /><img file="FDA00002531486900016.GIF" wi="1635" he="95" /><img file="FDA00002531486900017.GIF" wi="1635" he="83" /><img file="FDA00002531486900018.GIF" wi="1634" he="97" /><img file="FDA00002531486900019.GIF" wi="1654" he="102" /><img file="FDA00002531486900021.GIF" wi="1667" he="102" /><img file="FDA00002531486900022.GIF" wi="1686" he="102" /><img file="FDA00002531486900023.GIF" wi="1691" he="82" /><img file="FDA00002531486900024.GIF" wi="1698" he="91" /><img file="FDA00002531486900025.GIF" wi="1133" he="84" /><img file="FDA00002531486900026.GIF" wi="1547" he="54" /><img file="FDA00002531486900027.GIF" wi="941" he="54" />式1~式14中,所涉及的水质模型模拟变量均为本步骤中(1)部分所给出的水质模型的模拟变量; 式1~式14中,μ<sub>BL</sub>为液相中细菌比增长速率,μ<sub>BF</sub>为生物膜内细菌比增长速率; S<sub>v</sub>为管段比表面积;M<sub>NH3-N</sub>=14g/mol为氨氮的摩尔质量、M<sub>Cl2</sub>=71g/mol为氯的摩尔质量; 式1~式14中,所涉及的水质模型参数为: 细菌最大比增长速率,μ<sub>max</sub>,单位为:hr<sup>-1</sup>; 细菌生长碳半饱和常数(以BDOC计),K<sub>C</sub>,单位为:mg/L; 细菌生长氮半饱和常数(以氨氮计),K<sub>N</sub>,单位为:mg/L; 氯灭活细菌速率常数,k<sub>ina</sub>,单位为:hr<sup>-1</sup>/(mg/L); 生物膜对氯灭活细菌的影响系数,r<sub>1</sub>,单位为:1; 氯灭活细菌的消耗比,e<sub>Cl/B</sub>,单位为:(mg/L)/(CFU/ml); 细菌自衰减速率常数,k<sub>BD</sub>,单位为:hr<sup>-1</sup>; 细菌的碳含量,r<sub>C/B</sub>,单位为:mg/CFU; 水中不溶性组分吸附于管壁的速率常数,k<sub>att</sub>,单位为:hr<sup>-1</sup>; 管壁上不溶性组分的解吸速率常数,k<sub>det</sub>,单位为:m<sup>2</sup>·hr<sup>-1</sup>; 细菌增殖所需的碳氮比,r<sub>C/N</sub>,单位为:1; 细菌利用BDOC的产率系数,r<sub>B/BDOC</sub>,单位为:CFU/mg; 氯与有机物反应的速率常数,k<sub>Cl,C</sub>,单位为:hr<sup>-1</sup>/(mg/L); 细菌增殖最佳温度,T<sub>opt</sub>,单位为:℃ 细菌增殖受温度影响的效果系数,T<sub>i</sub>,单位为:℃; 死亡细菌溶解的速率常数,k<sub>1ys</sub>,单位为:hr<sup>-1</sup>; 死亡细菌溶解的BDOC和DOC产率比,r<sub>BDOC/DOC</sub>,单位为:1; 水中氯抑制细菌增殖的界限浓度,C<sub>Clt,L</sub>,单位为:mg/L; 生物膜中氯抑制细菌增殖的界限浓度,C<sub>Clt,F</sub>,单位为:mg/L; 细菌增殖受余氯影响的效果系数,C<sub>Cl,s</sub>,单位为:mg/L; 氯与管壁反应的速率常数,k<sub>wall</sub>,单位为:hr<sup>-1</sup>; 3)水质模型参数率定,包括如下过程: (1)设定参数先验分布; (2)设定模拟变量初始时刻的先验分布; (3)搭建水质模型的求解流程; (4)开始参数率定; (5)参数率定结果的检验; 4)管网用户点水质预测。 |