城市供水厂综合节水模式的研究与应用

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1、工学博士学位论文城市供水厂综合节水模式的研究与应用王在刚哈尔滨工业大学2009年2月国内图书分类号：TU991.64学校代码：10213国际图书分类号：628.1密级：公开工学博士学位论文城市供水厂综合节水模式的研究与应用博士研究生：王在刚导师：崔福义教授申请学位：工学博士学科、专业：市政工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2009年2月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TU991.64U.D.C.:628.1DissertationfortheDegreeofDr.Eng.STUDYANDAPPLIICATIONSON

2、THECOMPREHENSIVEWATER-SAVINGMODELOFWATERTREATMENTWORKSCandidate：WangZaigangSupervisor：Prof.CuiFuyiAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpecialty：MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofMunici.&Envir.Engrg.DateofDefence：February,2009Degree-Conferring-Institution：HarbinIns

3、tituteofTechnology摘要摘要我国城镇化正处于快速发展阶段，城市节水在解决我国水资源紧缺，保障城市供水安全方面具有非常突出的地位。城市供水厂节水是城市节水必不可少的重要环节。目前，全国大部分城市供水厂自用水量消耗过高、浪费严重，具有较大的节水潜力。目前节水研究工作的开展，大都是以城市供水厂自用水废水的安全回用处理和单项工艺的控制节水技术的研究为主，没有从全系统的角度综合考虑供水厂各单元的节水策略的研究报道，研究成果缺乏系统性和关联性，没有将节水技术和经济因素结合评价。因此，需要运用系统优化手段将水厂的水源水质、处理规模、工艺流程和水质安

4、全性等因素与经济因素有机结合，综合分析城市供水厂生产自用水减量潜力，确定供水厂节水关键技术环节和关键点，评价供水厂实施节水技术后的经济效益，建立综合节水模式。这对全面提高我国供水厂节水运行的整体技术水平具有积极的现实意义，同时对于实现供水厂节能减排，达到循环利用和高效运行，不仅十分必要，而且意义重大。论文首次提出建立综合节水模式，结合系统建模方法指出了综合节水模式具备灰色诊断类模型的功能程序。城市供水厂综合节水模式的目的是对城市供水厂进行节水“诊断”，对已建成投产的城市供水厂进行节水方面建议和综合评价。依据灰色诊断类模型的模式，城市供水厂综合节水模式

5、的功能程序是：第一步，确定工艺单元的耗水率，对处理系统耗水现状进行评价，确定城市供水厂是否具备节水潜力；第二步，在城市供水厂具备节水潜力的条件下，以减少耗水率为目标，确定处理系统优化节水关键环节和关键点，实施提高节水能力的控制技术；第三步，通过节水改造后，重新确定城市供水厂的耗水率，对其产生的效益进行评定。研究表明，综合节水模式的核心参数是耗水率，耗水率是能够体现处理系统自用水消耗方面的参数。确定城市供水厂生产中实际的耗水率，类比同类处理规模的相对节水的经验节水耗水率，能够实现节水潜力判断的目标。经验节水耗水率与城市供水厂自用水构成特点和工艺单元的耗

6、水形式关系密切，论文经过深入调研，分析了常规处理工艺消耗自用水的特征、影响因素和计量方式；说明了我国城市供水厂自用水消耗的主要单元工艺的形式，以及在不同地区的分布情况；确定了经验节水耗水率的变化范围，为建立综合节水模式的评价功能提供基础资料。-I-哈尔滨工业大学工学博士学位论文论文指出了城市供水厂节水系统具有整体性、层次性、相关性、目的性和适应性的特点，根据系统建模方法，遵循综合节水模式的功能程序，以耗水率为核心参数首次建立了城市供水厂综合节水模式。综合节水模式包括3个功能模块：（1）自用水现状综合评价模块，包括耗水率计算、确定经验节水耗水率、处理系

7、统现状综合评价三个环节。该模块提出了确定耗水率的方法及经验节水耗水率的确定方法，将计算所得实际生产耗水率与经验节水耗水率进行比较；并建立了评价标准，对城市供水厂处理系统的自用水消耗情况、节水潜力进行评价。经验节水耗水率的确定方法。（2）节水型处理系统控制关键技术模块：分为工艺设备运行节水控制技术、工艺流程系统优化节水运行工况、自用水废水回用处理三个环节。该模块集成研究水处理系统各个单元的节水控制关键技术：通过对处理系统的排泥、反冲洗各环节的深入分析和研究，重点突破设备运行的关键控制技术；寻找各个工艺单元运行状态的最优组合，减少处理系统的耗水率；对于设

8、有回用处理单元的城市供水厂，尽可能的增加回用比例，实现节能减排。（3）效益指标评定模块，分为环境效益评定、经