构建高校中水系统优化设计数学模型p

构建高校中水系统优化设计数学模型p2005年12月第21卷第4期陕西理工学院学报JournalofShaanxiUniversityofTechnologyDec．2oo5Vo1．21No．4[文章编号]1673—2944(2005)04-0054—04构建高校中水系统优化设计数学模型任双立，党志良，曹小锐，黄以明(西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048)[摘要]针对高等学校的用水特点，进行中水回用的可行性分析，为合理利用高校污水资源，减少污废水排放量，提高水资源利用率，以协调中水系统内各组分之间的相互关系为基础，用系统优化的理论和方法对高校中水系统通过数学模型的构建实现优化设计，以减少整个系统的总费用。结合某高校实际进行了验证，年节水36，5×10m，节约水费71．2万元。[关键词]中水系统；可行性分析；数学模型；系统优化[中图分类号]G931[文献标识码]A中水是指各种生活污水、冷却水等经适当处理后再生利用作为杂用水。中水的合理利用是污水资源化的重要措施之一。1高校中水回用的可行性分析目前，全国在校高校学生有四百多万人，从各高校的统计数据看，学生人均用水量在300—8ooL／(人·d)，是居民人均生活用水量的1—2倍，水资源浪费十分严重。调研资料表明，在高校用水量中，学生宿舍用水量所占比例最大，而这其中，又以盥洗用水量占最大比例。1．1优质杂排水水量充足易于收集高校中建筑如教学楼、实验楼等，其卫生间的排水立管自然形成了水质分流，只要把排放洗浴、洗涤废水的立管集中起来，就可形成分流管系。高校中宿舍楼一般都设有盥洗室，有些宿舍楼盥洗室与厕所分建，排水采用分流制等，所以便于废水的回收。1．2中水处理站及管道的敷设易于实现中水处理站应设置在所收集污废水的建筑与中水回用地点便于连接的地方，对于学校而言，可将之设在相对偏僻的半地下，并注意建筑荫蔽、隔离和环境的美化。2数学模型的建立建立高校中水系统数学模型的目的是想采用优化的方法达到高校中水系统的最佳设计，建立数学模型主要内容包括确定目标函数和约束条件两部分。2．1目标函数高校中水系统优化设计数学模型目标函数建立的思路：是以在满足区域内各类用水要求的前提下，使整个系统的年经营费用最小。假设在一个校区内，有n个中水用户区、m个中水站(处理厂)，若用QzVli,表示第i个中水站所处理的由第个用水区提供的原水水量(m／d)