七章 水污染控制系统规划.pptVIP

1. 开放节点试探 2. 封闭节点试探 3. 输水线路试探 7.6 水资源----水质规划 J．R．·McNamara流量调节的费用函数 cr0，br1 低流放大倍数 规划模型为： 第七章 水污染控制系统规划 7.1 系统的组成与分类 7.2 规划的依据 7.3 排放口处理最优规划 7.4 均匀处理最优规划 7.5 区域处理最优规划 ----------水污染控制系统规划的目标是协调系统内部之间的关系，以最低的水污染控制费用满足水环境质量的要求。 7.1 系统的组成与分类 一、水污染控制系统的组成 污染源 污水的收集 和输送 污水处理 水 体 二、水污染控制系统规划的分类 1.按规划的层次分类 流域规划 区域规划 设施规划 2.按规划的方法分类 排放口处理最优规划 均匀处理最优规划 区域处理最优规划 1.排放口处理最优规划—水质规划 排放口处理最优规划以每个小区的污水排放口为基础，在水体水质条件的约束下，求解各排放口的污水处理效率的最佳组合，目标是各排放口的污水处理费用之和最低。 2.均匀处理最优规划—厂群规划问题 目的是在区域范围内寻求最佳的污水处理厂的位置与规模的组合，在同一的污水处理效率的条件下，追求全区域的污水处理费用最低。 3.区域处理最优规划 是排放口处理最优规划和均匀处理最优规划的综合。既要寻求最佳的污水处理厂的位置和容量，又要寻求每座污水处理厂的最佳处理效率的组合。 三、最优规划与方案选优 最优规划的特点：根据污染源、水体、污水处理厂和输水管线提供的信息，一次求出水污染控制的最佳方案。 方案选优的工作程序： I. 首先进行污水收集和处理系统的设计，作出各种规划方案， II. 然后对各种方案的污水排放和水体水质之间的关系进行水质模拟，检验规划方案的可行性， III. 最后通过损益分析或其它决策分析的方法选出满意的解。 7.2 规划的依据 一、水污染控制系统的费用构成 污水处理费用 污水输送费用 ＋ 对水污染控制系统的费用起决定性影响的要素包括： 水体的自然净化能力（同化能力） 污水处理与输送的规模经济效应 污水处理效率的经济效应 二、水体的自净能力 水体的自净能力：水体能够同化污染物质而保证水质满足某种同能要求的能力。 取决于：水体自身的物理、化学和生物学等方面的特性，还与对水质的要求、与污水的排放方式（排放点位置、分散排放或集中排放等）等有关。 水体自净能力可以看成是一种自然环境资源，合理开发和利用这一资源可以降低污水处理的费用。 在决定水体自净能力的诸多要素中，水体自身的特性是不可控制的，制订合理的水质标准、合理布置污水排放点位置是合理利用水体自净能力的保证。 三、污水处理与输送的规模经济效应 污水处理的费用函数反映了污水处理规模、效率的经济特征。经验模型 式中：C—污水处理的费用；Q—污水处理的规模 η— 污水处理的效率 在污水处理效率不变时： 参数K2的值在0.7－0.8之间。 由于K21，处理单位污水的费用将随着处理规模的增大而降低。费用和规模的这种关系称为污水处理规模的经济效应。K2为污水处理规模的经济效应指数。 污水处理规模经济效应的存在，确立了大型污水处理厂在经济上的优势地位，是建设集中的区域污水处理厂的经济依据。 四、污水处理效率的经济效应 如果污水处理的规模不变，即Q为常数，则有： 大量研究成果表明K41,因此处理单位污染物所需的费用将随着污水处理效率的增加而增加。这种关系，称为污水处理效率的经济效应。K4为污水处理效率的经济效应指数。 由于污水处理效率的经济效应存在，在规划水污染控制系统时，应首先致力于解决那些尚未处理的污水的治理，或者首先提高那些低水平处理的污水处理程度，然后再进行污水的高级处理。 水体自净能力，污水处理规模的经济效应和污水处理效率的经济效应这三个方面，在水污染控制系统中相互影响、相互制约。 7.3 排放口处理最优规划 一、排放口处理最优规划模型 目标函数中的变量是污水处理效率η，而约束条件中的变量则是污染物的排放浓度Li，二者之间的关系可用下式表达： 该模型中约束条件是线性的，而目标函数是非线性的，最常用的解法是动态规划。 二、目标函数线性化模型 排放口处理最优规划模型中，污水处理的费用函数可以写为： 上式是非线性的，需要对性函数较好地代表原函数，通常采用分段线性化方法，即将污水处理效率分成几个区间。 假定η在［0，1）区间内，用n段线性函数来近似原函数，每一段直线斜率为si： 为了使每一段直线与原函数的误差最小，要求直线和原曲线之间所夹的面积最小，即满足： 线性规划模型 7.4 均匀处理最优规划 一、均匀处理最优规划模型 在均匀处理最优规划中，污水处理效率是已知值，费用函数只是污水处理规模的函数，在其约束方程中