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基于OSSA算法的水网管理系统

所属领域: 环境监测 > 水监测 [匹配需求]
地      区: 以色列
成  熟 度: 示范工程
关  键 词: 水网管理 优化随机搜索算法
合作方式:
信息来源: 宇墨UMORE
点  击 数: 2682

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基本信息

技术概述

OSSA(优化随机搜索算法)通过构造一系列简单的理论泵调度问题来测试算法。首先进行问题的设置:在N个泵和一个水箱组成的简单供水网络,提出水需求模式(在高税时间约8小时的需求),得到高需求时段的电消耗图。根据优化目标(找到水压可行条件下,24小时抽运成本最低的时刻:每小时需要的水,保持水量在规定的最小-最大值之间)给出优化方案。最后进入估算阶段,对数据进行下一步的处理。



技术优势

(1)综合考虑系统每一个相关参数,持续优化
(2)确定最具成本效益的混合能源供应方案
(3)对所有泵进行实时控制,依据不断变化的需求和系统条件反馈,持续更新操作时间
(4)优化偶然性或突发性事件的规划方案
(5)系统实时监测和控制,确保符合能源供应商的条款

适用范围
水网络系统、电力传输网络、工业基础设施、环境检查等
应用案例

案例名称:广西南宁污泥生物处置中心

案例概述: 广西南宁污泥生物处置中心,承接南宁市本级(琅东、江南)及市辖五县(武鸣、横县、宾阳、马山、上林)的七座污水处理厂产生的生活污泥,处理能力400 吨/天。项目采用压滤加污泥好氧中温发酵生产土地改良用营养土技术处理处置污泥,截止到 2016 年6 月,项目累计处置污泥 23 万多吨,实现污泥处置的无害化、资源化目标,解决广西绿城水务股份有限公司污水处理厂污泥的处置和出路问题。总投资约 2000 万元,每吨污泥处理费 252 元/吨。

案例名称:广西玉林污泥生物处置中心

案例概述: 广西玉林污泥生物处置中心,承接玉林市美林污水处理厂以及玉林市管辖下的周边县城污水处理厂,一期处理能力 100 吨/天。项目采用压滤加污泥好氧中温发酵生产土地改良用营养土技术处理处置污泥,截止到2016 年 6 月,项目累计处置污泥 1.8 万多吨,实现污泥处置的无害化、资源化目标,解决玉林市污水处理厂污泥的处置和出路问题。

案例名称:来宾华锡冶炼有限公司重金属冶炼废水深度净化与回收利用项目

案例概述: 来宾华锡冶炼有限公司重金属冶炼废水深度净化与回收利用项目,主要处理包括铟系统萃取余液、硫酸污水、电解废水和电解脱氯洗涤废水等重金属冶炼废水,处理规模500m3/ d。项目总投资980万元,运行费用约为20元/吨。项目出水水质指标达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准。

案例名称:中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司2万t/a 锰酸锂级电解二氧化锰技术升级改造项目

案例概述: 中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司2万t/a 锰酸锂级电解二氧化锰技术升级改造项目,日处理废水能力为1500m3,项目总投资472多万元,年运行费用约5.3万元。废水经处理后锰、镉、铅、硫化物均达标,其中锰的去除效率接近100%,pH 值在10.39~11.47之间,公司废水均循环利用,不外排。 项目减少废水外排20万m3/年,节约用水费用24 万元/年;节约环保运行费用35万元/年;回收锰60吨/年,按4000元/吨锰计,回收锰价值24万元/年;整体收益为83万元/年。

案例名称:玉林市振清养殖有限责任公司养殖场污水处理站

案例概述: 2014 年3 月,玉林市振清养殖有限责任公司养殖场污水处理站建成投入运行。振清养猪场日排放污水均为40 立方米,该项目采用畜禽污水深度处理技术及一体化设备,建成日处理40 立方米的污水处理站。项目总投资190.18万元,运行成本1.16元/吨废水。项目运行3年多,排水水质稳定,达到了国家《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准,优于《畜禽养殖业水污染物排放标准》(GB18596—2001)的要求。本技术的示范与推广为企业带来年增产值达1600 万元,技术服务收入超过200 万元的经济效益。

案例名称:糖蜜制酒精污水治理的工艺优化及技术开发项目

案例概述: 2013年11月,糖蜜制酒精污水治理的工艺优化及技术开发项目开始建设,2014年4月正式投料试生产,项目总投资5350万元。项目利用废糖蜜生产1吨工业乙醇产生13吨酒糟废液,该酒糟废液经蒸发浓缩后,9吨蒸发冷凝水回用作为稀释糖蜜的稀释水,3吨浓缩液送至锅炉燃烧,生产过程产生1吨废水送至污水处理站处理,符合国家污水综合排放一级标准(COD<100mg/L)后回用或排放,年产生COD为300吨;回用或排放液的硫酸根含量低于600mg/l,固体悬浮物、糖类、果胶和蛋白质等溶解性有机污染物的浓度大大降低,由企业自有的COD排放容量予以解决,达到国家工业污水排放标准,再进行排放。

案例名称:广西大学镜湖水体净化与生态修复工程

案例概述: 2014年9月,广西大学镜湖水体净化与生态修复工程完成验收,本工程完成水域面积约3000 m2,水深1.2 m,水面离岸约50 cm,淤泥底质,总蓄水量3600 m3;项目采取水生态修复前期工程+后期“水生植物+水生动物+微生物调控”为主体的核心技术,构建以“水下森林+水生动物+微生物”为形式的较为完善水生态系统,恢复水体自净能力和自身对污染的免疫力。整个工程构建完成并稳定后,水质达到国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准;水体透明度达1.2m 或以上,水体水下森林和水下草皮覆盖率达60%以上。该技术总投资57万元,有零电耗、药耗运行,无物理净化设备,维护成本低。

案例名称:田阳县污水处理厂污泥好氧堆肥处理项目

案例概述: 2014年7月, 田阳县污水处理厂污泥好氧堆肥处理项目完成一期工程运行调试投产。本项目脱水污泥、调理剂及返混料通过充分搅拌混合后送入DACS 好氧发酵塔,利用模块化的动态控制技术进行发酵,出料二次腐熟后作为成品利用或进行复混肥料加工出售。堆肥产品各项监测结果均低于GB4284-84《农用污泥中污染物控制标准》的标准限值。本项目一期建设规模为日处理脱水污泥20 t,一期工程总投资900 万,吨污泥处理的直接运行成本为120-160 元/吨。项目在运营期,年均利润总额为599.5 万元,年均所得税149.9 万元,年均净利润449.6 万元。

案例名称:陆川县固体废弃物制备天然气综合利用项目

案例概述: 陆川县固体废弃物制备天然气综合利用项目利用本技术研发的全混厌氧反应器处理农林及禽畜废弃物,所产沼气进入沼气处理系统进行提纯压缩成压缩天然气供给燃气汽车使用,消化浆则经过固液分离出沼渣和沼液,进一步加工成复混肥料或生态液肥,其沼气和沼渣复混肥料质量均达到国家相关标准。其本项目实现日处理畜禽养殖废弃物协同有机垃圾500 吨,日产沼气3.4 万Nm3,建立日处理2.0 万Nm3的罐装与储气一体化沼气净化装备1 套,日处理200 吨沼渣综合利用系统,年产沼渣基有机营养土2 万吨。项目达产运营期,年均利润总额为1905.96 万元,年均所得税476.49万元,年均净利润1429.47 万元。

案例名称:南宁金浪浆业有限公司9000m3/d 制浆废水深度处理工程

案例概述: 本技术设计了工业化规模上流式多相氧化塔(UHOFe),通过选择适合载体,形成载体流程化,基于芬顿高级氧化技术原理,产生的铁盐以结晶或沉淀的形式覆膜到载体的表面上,形成异相催化氧化作用,构成多相氧化系统;本技术将UHOFe 深度处理技术融合合成负载氧化铁催化技术、超声波与光催化协同降解技术和H2O2 缓释技术,利用芬顿试剂对废水中的难生化降解的COD 进行深度氧化降解,不仅可以完全氧化降解COD、去除色度,还通过憎水基团向亲水基团的改变,减少了絮凝剂的使用,大大降低了运行成本。

案例名称:广西博冠纸业有限公司年产5 万吨漂白蔗渣浆项目污水处理工程

案例概述: 广西博冠纸业有限公司年产5 万吨漂白蔗渣浆项目污水处理工程采用上流式多相废水处理氧化塔进行深度处理,本项目处理水量为13000m3/d,废水主要来源一部分为蔗渣喷淋及洗涤废水,另一部分为制浆中段废水。深度处理系统对CODcr、BOD5、总磷的去除率依次为59.3%-60.3%、61.2%-64.7%、66.7%。废水经深度处理后水质达到《制浆造纸工业水污染排放标准》(GB3544-2008)。本项目总投资约388 元,其中设备投资370 万元,投资回报年限4年。

案例名称:广西博冠纸业有限公司年产5 万吨漂白蔗渣浆项目污水处理工程

案例概述: 广西博冠纸业有限公司年产5 万吨漂白蔗渣浆项目污水处理工程采用上流式多级厌氧反应技术等关键技术和设备,设计日处理水量4500 m3/d,污水来源于蔗渣堆场喷淋、制浆黑液、漂白废水、碱回收车间废水、白泥填埋渗滤液及生活污水。废水经处理后水质达到合同规定的要求:出水水质满足CODcr≤1200 mg/L;BOD5≤600 mg/L;SS≤500 mg/L;pH=6-9。本项目一次性投资752 万元,其中设备投资680 万元,主体设备寿命10 年,投资回报年限2.63 年。年处理水量164 万吨,运行成本59.4 万元/年,吨水运行费用为0.36 元。利用本处理系统颗粒污泥产量0.02 kg/kgCOD 以上,沼气产量0.35m3/kgCOD 以上。COD 消解1 万吨,产沼气353 万立方米(折合标煤0.25万吨),产颗粒污泥201 吨。副产品沼气折合经济效益252 万元,颗粒污泥折合经济效益32 万元,合计新增经济效益285 万元。

技术详情

技术背景:

GA(遗传算法)采用概率化的寻优方法,主要特点是直接对结构对象进行操作,具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力,是用于解决最优化的一种搜索启发式算法,属于进化算法的一种。遗传算法在适应度函数选择不当的情况下有可能收敛于局部最优,而不能达到全局最优。

基于OSSA(优化随机搜索算法)算法的创新系统使该公司进入了一个新的水务管理阶段。该技术配备了一系列受过高等教育和技能型人才,员工中包括顶级数学家和算法专家、经验丰富的高科技企业家和国际销售方面的专家以及水系统建模和定价决策领域的研发领导和专家。该公司最近在美国建立代表处,正在平稳成长。

技术简介:

OSSA(优化随机搜索算法)通过构造一系列简单的理论泵调度问题来测试算法。首先进行问题的设置:在N个泵和一个水箱组成的简单供水网络,提出水需求模式(在高税时间约8小时的需求),得到高需求时段的电消耗图。根据优化目标(找到水压可行条件下,24小时抽运成本最低的时刻:每小时需要的水,保持水量在规定的最小-最大值之间)给出优化方案。最后进入估算阶段,对数据进行下一步的处理。



技术对比:

将GA和OSSA进行技术对比得到以下两张图。从中可以发现,在4个泵时,两种算法的运行结果基本一致,OSSA有着轻微的优势;当泵的个数达到8个的时候,OSSA算法就有着明显的优势;而随着泵的个数增加,GA在任何合理的迭代次数下并不提供解决方案,OSSA则仍能找出成本最低解决方案。



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