东华大学李卉.pdf

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1、SIMULATION OF RESIDUAL CHLORINE DECAY AND DISINFECTION BY-PRODUCTS IN WATER SUPPLY NETWORK导师：舒诗湖汇报人：李卉研究背景Research Background研究现状Research Status余氯衰减模型Chlorine Decay Model消毒副产物模型Disinfection By-products Model总结与讨论Summary and Discussion0102030405研究背景Research Background水厂用户消毒给水管网余氯浓度沿程不断衰减余氯衰减模型水中有机物（N

2、OM）游离氯消毒副产物（DBPs）DBPs预测模型包括三卤甲烷(THMs)卤乙酸(HAAs)等致癌性、突变性用水水质安全：末端需要保持一定浓度余氯，消毒副产物浓度在限值以下从模型中可得：氯消耗量（C0-Ct）线性关系DBPs=k（C0-Ct）研究现状Research Status余氯衰减模型消毒副产物预测模型混合级数模型平行一级模型平行二级模型 预测效果一般反应速率不变模型较为复杂一级模型 二级模型 混合模型 变反应速率模型 VRC 模型AVRC 模型VRRC 模型SPVRC 模型管网水力条件、供水区域不断变化余氯衰减系数也在动态变化多元线性/非线性回归支持向量机决策树模型集成学习深度学习机理

3、模型非机理模型人工智能、大数据等技术不断发展新型消毒副产物预测模型具有重要价值余氯衰减模型Chlorine Decay Model余氯衰减iiClXPikCl：水中有效氯iX：第 i 个氯反应物iP：第 i 个与氯反应的生成物：第 i 个氯反应物的速率常数主体水与管道中有机物和无机物反应管壁与生物膜、管材反应，以及管壁腐蚀过程中的消耗氯与反应物的反应方程式 氯与反应物的反应方程式求导，假设存在n种物质与氯反应:：t 时刻的余氯浓度：t 时刻的反应物浓度 引入平均反应速率系数 表示 得：tttdCK Cdt 假设 与氯反应物消耗比例 呈负相关：tKmaxtXX1maxtXXtKe0()tCCtt

4、ttdCK CeCdt 则：02230maxmaxmax()ttttXCCCCCXCC1 300()()ttCCCCtKee ,：模型的参数,t iitt idXk C Xdt,11nnt ittit iiidXdCCk Xdtdt tC,t iX,1nit iik XtK模型评估数据来源：实验室开展主体水和管壁氯衰减实验 非线性最小二乘法(NLS)：以误差平方和最小为准则来估计非线性模型参数的方法管壁氯衰减：不同管材（铸铁管、不锈钢管、PE管、PVC管）不同初始氯浓度（1mg/L，1.5mg/L，2mg/L）R2=0.99RMSE=0.005DPVRC模型C0=1mg/LR2=0.94RMS

5、E=0.019一级模型C0=1mg/LR2=0.99RMSE=0.003DPVRC模型C0=1.5mg/LR2=0.94RMSE=0.029一级模型C0=1.5mg/LR2=0.99RMSE=0.011DPVRC模型C0=2mg/LR2=0.95RMSE=0.028一级模型C0=2mg/LR2=0.99RMSE=0.002DPVRC模型T=5R2=0.96RMSE=0.014一级模型T=5R2=0.99RMSE=0.003DPVRC模型T=15R2=0.92RMSE=0.026一级模型T=15R2=0.99RMSE=0.005DPVRC模型T=25R2=0.92RMSE=0.036一级模型T=

6、25不同温度（5，15，25）二次加氯（C0=0.6，0.8，1.0mg/L）R2=0.99RMSE=0.007DPVRCC0=0.6mg/L一级模型C0=0.6mg/LR2=0.99RMSE=0.006R2=0.95RMSE=0.018R2=0.97RMSE=0.013R2=0.99RMSE=0.007DPVRCC0=0.8mg/L一级模型C0=0.8mg/LR2=0.99RMSE=0.005R2=0.95RMSE=0.019R2=0.91RMSE=0.025R2=0.99RMSE=0.004DPVRCC0=1mg/L一级模型C0=1mg/LR2=0.99RMSE=0.006R2=0.96R