以蘇州為代表的南方水網(wǎng)密集地區(qū)由于地下水位高、降雨量豐富，外來水入流入滲現(xiàn)象尤為嚴重，影響污水廠運行效率。與此同時，受污水管網(wǎng)傳輸和污水廠處理能力限制，在降雨期存在一定的污水無組織漫溢現(xiàn)象，相應排放的COD等污染物總量及其引起的水環(huán)境沖擊負荷不容忽視，雨季減排任務艱巨。
針對上述問題，清華大學等單位承擔的“望虞河東岸水設施功能提升與全系統(tǒng)調控技術及示范”課題開發(fā)了基于多目標魯棒優(yōu)化的水環(huán)境設施雨季協(xié)同調控技術。
與傳統(tǒng)排水系統(tǒng)實時控制方法相比，該技術在精準識別管網(wǎng)入流入滲機理的基礎上構建神經(jīng)網(wǎng)絡仿真模擬模型，在保證模擬精度的前提下，將傳統(tǒng)預測控制模型的計算速度從小時級提升至秒級。相較于靜態(tài)規(guī)則控制，該方法能夠充分挖掘系統(tǒng)調控潛力，協(xié)同優(yōu)化3個及以上的控制目標，在測試降雨條件下，漫溢量實現(xiàn)額外10.5%的削減，在分鐘級時間尺度上實時生成最優(yōu)控制策略。
相較于同類技術，該技術實現(xiàn)了多目標協(xié)同優(yōu)化，同時兼顧了計算速度和控制效果，保證了控制策略的實時性和有效性，支撐了排水系統(tǒng)實時控制的工程化應用。
協(xié)同調控技術路線及核心仿真優(yōu)化模塊
在此基礎上，水專項研究團隊在蘇州市福星片區(qū)開展了模型模擬測試及現(xiàn)場驗證。根據(jù)蘇州市福星片區(qū)的地方特點，應用基于多目標魯棒優(yōu)化的水環(huán)境設施雨季協(xié)同調控技術，實時生成控制策略庫，指導福星片區(qū)排水系統(tǒng)整體調控。
2020年6月起，該技術在蘇州市中心區(qū)供排水設施一體化管理平臺上業(yè)務化應用，第三方監(jiān)測結果表明，4場實測降雨中福星污水廠COD、TN、TP進水濃度比同等降雨條件下平均提高18.7%、37.4%、7.4%，7-12月新增COD、TN、TP削減量分別為726.3t、290.6t、4.4t。多年平均降雨條件下福星片區(qū)(46.1km2)排入水環(huán)境的COD負荷比技術應用前降低11.7%。
模型優(yōu)化策略控制效果及現(xiàn)場驗證第三方監(jiān)測結果
原標題：基于多目標魯棒優(yōu)化的水環(huán)境設施雨季協(xié)同調控技術研究取得突破性進展
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