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基于OSSA算法的水網管理系統

所屬領域: 環境監測 > 水監測 [匹配需求]
地      區: 以色列
成  熟 度: 示范工程
關  鍵 詞: 水網管理 優化隨機搜索算法
合作方式:
信息來源: 宇墨UMORE
點  擊 數: 2403

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基本信息

技術概述

OSSA(優化隨機搜索算法)通過構造一系列簡單的理論泵調度問題來測試算法。首先進行問題的設置:在N個泵和一個水箱組成的簡單供水網絡,提出水需求模式(在高稅時間約8小時的需求),得到高需求時段的電消耗圖。根據優化目標(找到水壓可行條件下,24小時抽運成本最低的時刻:每小時需要的水,保持水量在規定的最小-最大值之間)給出優化方案。最后進入估算階段,對數據進行下一步的處理。



技術優勢

(1)綜合考慮系統每一個相關參數,持續優化
(2)確定最具成本效益的混合能源供應方案
(3)對所有泵進行實時控制,依據不斷變化的需求和系統條件反饋,持續更新操作時間
(4)優化偶然性或突發性事件的規劃方案
(5)系統實時監測和控制,確保符合能源供應商的條款

適用范圍
水網絡系統、電力傳輸網絡、工業基礎設施、環境檢查等
應用案例

案例名稱:廣西南寧污泥生物處置中心

案例概述: 廣西南寧污泥生物處置中心,承接南寧市本級(瑯東、江南)及市轄五縣(武鳴、橫縣、賓陽、馬山、上林)的七座污水處理廠產生的生活污泥,處理能力400 噸/天。項目采用壓濾加污泥好氧中溫發酵生產土地改良用營養土技術處理處置污泥,截止到 2016 年6 月,項目累計處置污泥 23 萬多噸,實現污泥處置的無害化、資源化目標,解決廣西綠城水務股份有限公司污水處理廠污泥的處置和出路問題??偼顿Y約 2000 萬元,每噸污泥處理費 252 元/噸。

案例名稱:廣西玉林污泥生物處置中心

案例概述: 廣西玉林污泥生物處置中心,承接玉林市美林污水處理廠以及玉林市管轄下的周邊縣城污水處理廠,一期處理能力 100 噸/天。項目采用壓濾加污泥好氧中溫發酵生產土地改良用營養土技術處理處置污泥,截止到2016 年 6 月,項目累計處置污泥 1.8 萬多噸,實現污泥處置的無害化、資源化目標,解決玉林市污水處理廠污泥的處置和出路問題。

案例名稱:來賓華錫冶煉有限公司重金屬冶煉廢水深度凈化與回收利用項目

案例概述: 來賓華錫冶煉有限公司重金屬冶煉廢水深度凈化與回收利用項目,主要處理包括銦系統萃取余液、硫酸污水、電解廢水和電解脫氯洗滌廢水等重金屬冶煉廢水,處理規模500m3/ d。項目總投資980萬元,運行費用約為20元/噸。項目出水水質指標達到《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類水質標準。

案例名稱:中信大錳礦業有限責任公司大新錳礦分公司2萬t/a 錳酸鋰級電解二氧化錳技術升級改造項目

案例概述: 中信大錳礦業有限責任公司大新錳礦分公司2萬t/a 錳酸鋰級電解二氧化錳技術升級改造項目,日處理廢水能力為1500m3,項目總投資472多萬元,年運行費用約5.3萬元。廢水經處理后錳、鎘、鉛、硫化物均達標,其中錳的去除效率接近100%,pH 值在10.39~11.47之間,公司廢水均循環利用,不外排。 項目減少廢水外排20萬m3/年,節約用水費用24 萬元/年;節約環保運行費用35萬元/年;回收錳60噸/年,按4000元/噸錳計,回收錳價值24萬元/年;整體收益為83萬元/年。

案例名稱:玉林市振清養殖有限責任公司養殖場污水處理站

案例概述: 2014 年3 月,玉林市振清養殖有限責任公司養殖場污水處理站建成投入運行。振清養豬場日排放污水均為40 立方米,該項目采用畜禽污水深度處理技術及一體化設備,建成日處理40 立方米的污水處理站。項目總投資190.18萬元,運行成本1.16元/噸廢水。項目運行3年多,排水水質穩定,達到了國家《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準,優于《畜禽養殖業水污染物排放標準》(GB18596—2001)的要求。本技術的示范與推廣為企業帶來年增產值達1600 萬元,技術服務收入超過200 萬元的經濟效益。

案例名稱:糖蜜制酒精污水治理的工藝優化及技術開發項目

案例概述: 2013年11月,糖蜜制酒精污水治理的工藝優化及技術開發項目開始建設,2014年4月正式投料試生產,項目總投資5350萬元。項目利用廢糖蜜生產1噸工業乙醇產生13噸酒糟廢液,該酒糟廢液經蒸發濃縮后,9噸蒸發冷凝水回用作為稀釋糖蜜的稀釋水,3噸濃縮液送至鍋爐燃燒,生產過程產生1噸廢水送至污水處理站處理,符合國家污水綜合排放一級標準(COD<100mg/L)后回用或排放,年產生COD為300噸;回用或排放液的硫酸根含量低于600mg/l,固體懸浮物、糖類、果膠和蛋白質等溶解性有機污染物的濃度大大降低,由企業自有的COD排放容量予以解決,達到國家工業污水排放標準,再進行排放。

案例名稱:廣西大學鏡湖水體凈化與生態修復工程

案例概述: 2014年9月,廣西大學鏡湖水體凈化與生態修復工程完成驗收,本工程完成水域面積約3000 m2,水深1.2 m,水面離岸約50 cm,淤泥底質,總蓄水量3600 m3;項目采取水生態修復前期工程+后期“水生植物+水生動物+微生物調控”為主體的核心技術,構建以“水下森林+水生動物+微生物”為形式的較為完善水生態系統,恢復水體自凈能力和自身對污染的免疫力。整個工程構建完成并穩定后,水質達到國家《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類水質標準;水體透明度達1.2m 或以上,水體水下森林和水下草皮覆蓋率達60%以上。該技術總投資57萬元,有零電耗、藥耗運行,無物理凈化設備,維護成本低。

案例名稱:田陽縣污水處理廠污泥好氧堆肥處理項目

案例概述: 2014年7月, 田陽縣污水處理廠污泥好氧堆肥處理項目完成一期工程運行調試投產。本項目脫水污泥、調理劑及返混料通過充分攪拌混合后送入DACS 好氧發酵塔,利用模塊化的動態控制技術進行發酵,出料二次腐熟后作為成品利用或進行復混肥料加工出售。堆肥產品各項監測結果均低于GB4284-84《農用污泥中污染物控制標準》的標準限值。本項目一期建設規模為日處理脫水污泥20 t,一期工程總投資900 萬,噸污泥處理的直接運行成本為120-160 元/噸。項目在運營期,年均利潤總額為599.5 萬元,年均所得稅149.9 萬元,年均凈利潤449.6 萬元。

案例名稱:陸川縣固體廢棄物制備天然氣綜合利用項目

案例概述: 陸川縣固體廢棄物制備天然氣綜合利用項目利用本技術研發的全混厭氧反應器處理農林及禽畜廢棄物,所產沼氣進入沼氣處理系統進行提純壓縮成壓縮天然氣供給燃氣汽車使用,消化漿則經過固液分離出沼渣和沼液,進一步加工成復混肥料或生態液肥,其沼氣和沼渣復混肥料質量均達到國家相關標準。其本項目實現日處理畜禽養殖廢棄物協同有機垃圾500 噸,日產沼氣3.4 萬Nm3,建立日處理2.0 萬Nm3的罐裝與儲氣一體化沼氣凈化裝備1 套,日處理200 噸沼渣綜合利用系統,年產沼渣基有機營養土2 萬噸。項目達產運營期,年均利潤總額為1905.96 萬元,年均所得稅476.49萬元,年均凈利潤1429.47 萬元。

案例名稱:南寧金浪漿業有限公司9000m3/d 制漿廢水深度處理工程

案例概述: 本技術設計了工業化規模上流式多相氧化塔(UHOFe),通過選擇適合載體,形成載體流程化,基于芬頓高級氧化技術原理,產生的鐵鹽以結晶或沉淀的形式覆膜到載體的表面上,形成異相催化氧化作用,構成多相氧化系統;本技術將UHOFe 深度處理技術融合合成負載氧化鐵催化技術、超聲波與光催化協同降解技術和H2O2 緩釋技術,利用芬頓試劑對廢水中的難生化降解的COD 進行深度氧化降解,不僅可以完全氧化降解COD、去除色度,還通過憎水基團向親水基團的改變,減少了絮凝劑的使用,大大降低了運行成本。

案例名稱:廣西博冠紙業有限公司年產5 萬噸漂白蔗渣漿項目污水處理工程

案例概述: 廣西博冠紙業有限公司年產5 萬噸漂白蔗渣漿項目污水處理工程采用上流式多相廢水處理氧化塔進行深度處理,本項目處理水量為13000m3/d,廢水主要來源一部分為蔗渣噴淋及洗滌廢水,另一部分為制漿中段廢水。深度處理系統對CODcr、BOD5、總磷的去除率依次為59.3%-60.3%、61.2%-64.7%、66.7%。廢水經深度處理后水質達到《制漿造紙工業水污染排放標準》(GB3544-2008)。本項目總投資約388 元,其中設備投資370 萬元,投資回報年限4年。

案例名稱:廣西博冠紙業有限公司年產5 萬噸漂白蔗渣漿項目污水處理工程

案例概述: 廣西博冠紙業有限公司年產5 萬噸漂白蔗渣漿項目污水處理工程采用上流式多級厭氧反應技術等關鍵技術和設備,設計日處理水量4500 m3/d,污水來源于蔗渣堆場噴淋、制漿黑液、漂白廢水、堿回收車間廢水、白泥填埋滲濾液及生活污水。廢水經處理后水質達到合同規定的要求:出水水質滿足CODcr≤1200 mg/L;BOD5≤600 mg/L;SS≤500 mg/L;pH=6-9。本項目一次性投資752 萬元,其中設備投資680 萬元,主體設備壽命10 年,投資回報年限2.63 年。年處理水量164 萬噸,運行成本59.4 萬元/年,噸水運行費用為0.36 元。利用本處理系統顆粒污泥產量0.02 kg/kgCOD 以上,沼氣產量0.35m3/kgCOD 以上。COD 消解1 萬噸,產沼氣353 萬立方米(折合標煤0.25萬噸),產顆粒污泥201 噸。副產品沼氣折合經濟效益252 萬元,顆粒污泥折合經濟效益32 萬元,合計新增經濟效益285 萬元。

技術詳情

技術背景:

GA(遺傳算法)采用概率化的尋優方法,主要特點是直接對結構對象進行操作,具有內在的隱并行性和更好的全局尋優能力,是用于解決最優化的一種搜索啟發式算法,屬于進化算法的一種。遺傳算法在適應度函數選擇不當的情況下有可能收斂于局部最優,而不能達到全局最優。

基于OSSA(優化隨機搜索算法)算法的創新系統使該公司進入了一個新的水務管理階段。該技術配備了一系列受過高等教育和技能型人才,員工中包括頂級數學家和算法專家、經驗豐富的高科技企業家和國際銷售方面的專家以及水系統建模和定價決策領域的研發領導和專家。該公司最近在美國建立代表處,正在平穩成長。

技術簡介:

OSSA(優化隨機搜索算法)通過構造一系列簡單的理論泵調度問題來測試算法。首先進行問題的設置:在N個泵和一個水箱組成的簡單供水網絡,提出水需求模式(在高稅時間約8小時的需求),得到高需求時段的電消耗圖。根據優化目標(找到水壓可行條件下,24小時抽運成本最低的時刻:每小時需要的水,保持水量在規定的最小-最大值之間)給出優化方案。最后進入估算階段,對數據進行下一步的處理。



技術對比:

將GA和OSSA進行技術對比得到以下兩張圖。從中可以發現,在4個泵時,兩種算法的運行結果基本一致,OSSA有著輕微的優勢;當泵的個數達到8個的時候,OSSA算法就有著明顯的優勢;而隨著泵的個數增加,GA在任何合理的迭代次數下并不提供解決方案,OSSA則仍能找出成本最低解決方案。



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