[發明專利]一種流域水質目標優化系統及方法

在審

• 申請號: 202010764113.4
• 申請日: 2020-08-01
• 公開（公告）號: CN111932101A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 何斐;張洪玲;李維新;徐斌;劉莊;晁建穎;解宇峰;莊巍;杜涵蓓;李建
• 申請（專利權）人: 生態環境部南京環境科學研究所
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 北京卓澤知識產權代理事務所(普通合伙) 11766
• 代理人: 白海燕;李國華

本發明涉及一種流域水質目標優化系統及方法，污染物排放濃度監測器安裝在排污口處，所述污染物去除率分析器安裝在水處理設施進出水口，所述污染物排放濃度監測器、污染物去除率分析器分別與所述多目標優化控制器連接，所述多目標優化控制器、輔助排污控制器、控制信息發送模塊、管道閥門控制集成依次連接所述多目標優化控制器、輔助排污控制器、控制信息發送模塊、管道閥門控制集成依次連接。本發明通過構建多目標優化問題，解決了污染物排放總量、污染物排放濃度和污水處理能力之間信息不對等、控制不協調的問題，可在保持良好排污監控的同時，優化水處理設備在運行處理量，保持流域的水質穩定，預防超標污染事件發生。

技術領域

本發明屬于水環境管理技術領域，具體涉及一種流域水質目標優化系統及方法。

背景技術

污染物總量分配是將區域污染物允許排放量(水環境容量)按照一定的原則分配到各概化排污口的過程，也是“污染物總量控制”的關鍵技術環節；其實質是確定研究區域內的各排污點利用水環境資源的權利及其對應的削減任務。

污染物允許排放量(水環境容量)分配的常用方法有等比例分配法，優化分配模型法、層次分析法。其中等比例分配法由于其簡單易行、效率較高，是現行總量控制管理中應用最為廣泛的分配方法，但其有多排多分的弊端。層次分析法綜合考慮了經濟、社會及環境資源等多方面的影響因素，但在指標選擇及權重賦值的過程中主觀性仍難以避免，分配繁瑣，不確定性較高。優化分配模型法通常采用線性規劃方法來計算單一河道的水環境容量并進行總量分配，該方法根據約束條件，由系統自動調試，精準度較高，國外應用相對較多。

隨著流域治理中點源和面源治理到一定程度，流域各污染負荷占區域污染負荷總量的比重呈上升趨勢，控制各污染點和污染物總量，需要對污染協同影響的污染負荷定量分配研究，現有技術中也都是單一的流域水質達標的監控，沒有考慮流域水處理治理工程實施的綜合協調。

發明內容

本發明的目的是，提供一種流域水質目標優化系統及方法，污染物排放總量、污染物排放濃度和污水處理能力三個方面關系進行協調，優化排污和水處理設施運行之間信息不對等的矛盾。

具體技術方案為：

一種流域水質目標優化系統，包括污染物排放濃度監測器、污染物去除率分析器、多目標優化控制器、輔助排污控制器、控制信息發送模塊和管道閥門控制集成，所述污染物排放濃度監測器安裝在排污口處，所述污染物去除率分析器安裝在水處理設施進出水口，所述污染物排放濃度監測器、污染物去除率分析器分別與所述多目標優化控制器連接，所述多目標優化控制器、輔助排污控制器、控制信息發送模塊、管道閥門控制集成依次連接所述多目標優化控制器、輔助排污控制器、控制信息發送模塊、管道閥門控制集成依次連接，所述多目標優化控制器里存儲有通過多次監測統計得到的COD總量a、NH₃-N總量 b、TP總量c、TZn總量d、SS總量e；

排污監測時，打開所述管道閥門控制集成，所述多目標優化控制器實時采集污染物排放濃度監測器獲取排污過程中實時的污染物排放濃度g、污染物去除率分析器對環境水處理設施在進行水處理作業時產生污染物去除率r，并計算得出各參數的最優值，再傳送給輔助排污控制器，最后通過控制信息發送模塊提示環境水處理設施進行水處理設施工作量的操作。

本發明還提供一種流域水質目標優化方法，包括以下步驟：

(1)根據流域水質目標優化系統污染物排放總量、污染物排放濃度和污水處理能力三個方面的需求，分別建立污染物排放總量目標函數f₁(x)、污染物排放濃度目標函數f₂(x)、污水處理能力目標函數f₃(x)；

(2)根據流域水質目標優化系統的性能指標，設計參數約束條件；