再生水分目标回用过程能量流评估与优化的仿真方法研究

Recycled water as a kind of important water resources has become a global research hot topic. The energy utilization efficiency and optimization mechanism is an important science and application issues to attract the common concern at home and abroad. Therefore, this project will focus on the whole recycling process and take energy flow as the research object to study the assessment method of energy conservation mechanism in the recycle reuse process of reclaimed water. The project will investigate the energy use, loss and efficiency in the water treatment and transportation, to reveal the unit process energy flow formation and variation. Furthermore, the project will study and built the simulation method for evaluating the energy loss in the whole process of reclaimed water reuse. A comprehensive model and simulation system for optimizing the energy flow will be built too. The result of this study will provide scientific basis for the low energy recycle and reuse of reclaimed water.

再生水作为一类重要的水资源已成为全球的研究热点，其中能量利用效率及其优化机制是国内外普遍关注的重要科学与应用问题。为此，本项目将以再生水的分目标循环利用过程为研究对象，以水厂到用户全系统的能量流为主线，深入研究再生水分目标回用的处理与输送过程的能量利用、损耗与效率评估问题，揭示各单元过程的能量流形成与变化规律，解决再生水分目标利用的全过程能量损耗规律与评估方法、再生水分目标利用的全过程能量损耗规律与评估模型、基于再生水分目标回用的能量流系统优化仿真模式等关键科学问题，构建处理-输送及其协同过程的能量分配核算模型，创建再生水循环利用的最佳能量流评估模式与优化模式，为再生水低能耗开源和利用提供科学依据。

针对污水再生的水质与能耗问题，以模型分析为主要手段，在3个方面取得研究进展。（1）发展了再生水水质分析和水质评价方法，改进了k-Means算法、函数型数据分析方法、水污染指数法和模糊水污染指数评价方法、贝叶斯方法等，实现水质快速评价、水质时空变化和水环境容量的准确分析。（2）系统分析了污水再生处理过程的能耗变化规律，建立了基于灰色关联分析和投影追踪分析的再生水能耗评价新方法，并针对典型再生水厂和处理工艺进行能耗评价验证，实现其能耗季节性变化的定量评估。（3）进行污水处理能耗的非参数建模研究，建立了污水再生能耗的单指标模型。项目执行期间，共发表以本项目为第一标注的研究论文15篇，其中SCI收录8篇，中文核心期刊3篇；培养博士生5名、硕士2名。