CN103544395A - 多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法，包括以下步骤：1）、根据多管道对应多清水池结构的流量分配计算公式，获取各个清水池入口处的流量；2）、根据清水池入口处的流量和管道中的流量，获得从第j个投加点到第i个清水池入口处的衰减时间t_ji；3）、根据余氯混合公式，得到第i个清水池入口处的余氯含量Cl_i。本发明可以实现在无余氯检测设备的情况下获取多个清水池入口处的余氯这一控制效果的核心参数，提高控制精度，对于稳定及改善水质具有非常重要的作用，并且能够节省硬件投入，经济及社会效益显著。

Description

多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法

技术领域

本发明属于水处理及信息处理技术领域，具体涉及一种多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法。

背景技术

当前，由于工业化城市化的进程，水源水质污染日益严峻，然而人民群众对于水质的要求却在大幅提高，不再满足于低质的自来水，迫切要求水处理企业在各个环节做到高精度、低消耗、稳定供水，要求水处理企业不断提高自动化水平及检测技术。

而我国的自来水厂基本都是建国后建立起来的，设备比较老化，检测仪器不多，或者是由于水厂规模较小，无力承担改造的经济代价，自动化水平较低，仅靠人工经验来控制设备的运行，然而由于检测设备的不足以及水处理工艺的复杂性，关键参数仅靠经验估计是远远不能满足现代水处理的要求，出厂水水质极不稳定，而且容易发生一些紧急状况。

氯气投加是自来水生产中重要环节之一，作用是杀灭水中的藻类以及细菌病毒等对人体有害的物质，余氯是指水中投氯，经一定时间接触后，在水中余留的游离性余氯与结合性余氯的总和，由于氯气投加环节具有大延时以及大惯性的特点，以及加氯过程受到的诸多干扰因素，非常复杂以及难以控制，因此清水池入口处余氯及流量的检测，成为了控制的关键因素之一。若余氯无法获取或者获取的余氯不正确，将导致出厂水余氯的不稳定甚至出现超过国家标准等生产事故。

多管道多清水池系统在工艺设计上有很多优点，并被绝大多数水处理企业采用，但若检测设备不足，将导致很多控制问题：

1、各清水池入口处流量无法获取；

2、各清水池入口处余氯无法获取，仅能靠经验估计，当出现估计偏差的时候，将给水生产带来巨大的危害；

3、余氯混合，将给控制带来更多的复杂性，这也是出厂水余氯波动的很大原因；

4、反冲洗工艺将导致控制难度加大，余氯出现波动；

若要解决以上问题，需要加装余氯仪表及流量仪表，然而由于工艺原因或者经济原因，水厂不能改造或者无力改造。

因此，需要一种多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法以解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术中多管道对应多清水池的水处理系统的余氯检测的缺陷，提供一种不需要硬件投入，能解决水处理过程没有余氯检测设备的情况下以及多管道多清水池这一工艺下如何获取清水池余氯值的多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法。

为解决上述技术问题，本发明的多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法所采用的技术方案为：

一种多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法，所述多管道对应多清水池结构包括：N个清水池、N个主管道和N个投加管道，其中，N个投加管道依次首尾连接，第n个投加管道的两端分别连通第n个清水池和第n+1个清水池，第n个主管道的一端进水，第n个主管道的另一端连接第n个投加管道，第n个清水池入口处的流量为Q_Tn，第n主管道中的流量为Q_Fn，从第n个投加管道到第n+1个清水池入口处的流量为Q_n,n+1，包括以下步骤：

1）、根据多管道对应多清水池结构的流量分配计算公式，获取各个清水池入口处的流量；

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{T1}=Q_{F1}-Q_{\mathrm{1,2}}\\ Q_{T2}=Q_{\mathrm{2,3}}-Q_{\mathrm{3,2}}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{\mathrm{Tm}}=Q_{m,m+1}-Q_{m+1,m}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{\mathrm{TN}-1}=Q_{N-1,N}+Q_{N,N-1}\\ Q_{\mathrm{TN}}=Q_{N,N-1}+Q_{\mathrm{FN}}\end{array}\right.$

其中，Q_Tm为第m个清水池入口处的流量，Q_m,m+1为从第m个投加管道到第m+1个清水池入口处的流量，Q_m+1,m为从第m+1个投加管道到第m个清水池入口处的流量，Q_F1为第1主管道中的流量，Q_FN为第N主管道中的流量；

2）、根据清水池入口处的流量和管道中的流量，获得从各个投加点到各个清水池入口处的衰减时间t_ji；

$t_{\mathrm{ji}}=\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{L}_m/\frac{Q_m}{A}$

其中，L_m为从第j个投加点到第i个清水池入口处的第m个管道的长度，Q_m为在第m个管道中的流量，A为管道截面积；

3）、根据余氯混合公式，得到第i个清水池入口处的余氯含量Cl_i：

${\mathrm{Cl}}_i=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{ji}}{\mathrm{Cl}}_{\mathrm{ji}}}{Q_{\mathrm{Ti}}}$

其中，Q_ji为从第j个投加管道到第i个清水池入口处的流量，并且

Q_Ti为第m个清水池入口处的流量，Cl_ji为从第j个投加管道到第i个清水池入口处的衰减余氯值，Cl_ji通过下式计算得到：

Cl_ji＝g(N,t_ji)

其中，g(N,t_ji)为余氯衰减公式，t_ji为从投加点j到清水池i入口处的余氯衰减时间。

更进一步的，步骤3）中所述余氯衰减公式g(N,t_ji)：

$g(N,t_{\mathrm{ji}})=0.91T-1.086-{0.053N}^2+0.00424N-0.00437t+8.89\×{10}^{-5}{t}_{\mathrm{ji}}^2$

式中，T为氯气初始投加浓度，N为水体中的氨氮含量，t_ji为从投加点j到清水池i入口处的余氯衰减时间。

更进一步的，步骤1）中所述多管道对应多清水池结构的流量分配公式通过水力学伯努利方程以及管道沿程损失公式计算得到。

更进一步的，步骤1）中所述多管道对应多清水池结构的流量分配公式：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{Q_{F1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{F2}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{\mathrm{1,2}}\frac{l_{\mathrm{1,2}}}{d}\frac{Q_{\mathrm{1,2}}^2}{2g}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{Q_{n,n+1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{\mathrm{Fn}+1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{n+1,n}\frac{l_{n+1,n}}{d}\frac{Q_{n+1,n}^2}{2g}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{Q_{N-1,N}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{\mathrm{FN}}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{N,N-1}\frac{l_{N,N-1}}{d}\frac{Q_{N,N-1}^2}{2g}\\ Q_{23}=Q_{12}+Q_{F2}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{n,n+1}=Q_{n,n-1}+Q_{\mathrm{Fn}}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{N-1,N}=Q_{N-1,N-2}+Q_{\mathrm{FN}-1}\end{array}\right.$

式中，Q_n,n+1为从第n个投加管道到第n+1个清水池入口处的流量，Q_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的流量，Q_Fn+1为第n+1主管道中的流量，f_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的沿程阻力损失系数，l_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的管段长度即流程，d为管道直径，g为重力加速度，A为管道截面积。

有益效果：本发明的多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法具有以下优点：

1、通过软测量技术获取清水池入口处的余氯，解决了靠人工经验估计入口余氯的不精确性，及由此带来的控制问题；

2、本发明无需硬件投入，改造风险小，为多管道多清水池水厂提供了一种适应性广泛的技术解决方案；

3、同时该方法还获取了各清水池入口处的流量，为后续比例投加提供了依据。

附图说明

图1为水生产过程流程图；

图2为初始投加浓度对初始耗氯量的影响曲线图；

图3为水体中的氨氮对初始耗氯量的影响曲线图；

图4为衰减时间对耗氯量的影响曲线图；

图5为综合余氯衰减规律曲线图；

图6为多管道对应多清水池水流分配简化图；

图7为本发明实施例多管道对应多清水池结构氯气投加系统示意图；

图8为本发明实例的水流分配简化图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，水生产过程流程图。本发明的多管道对应多清水池结构包括：N个清水池、N个主管道和N个投加管道，其中，N个投加管道依次首尾连接，第n个投加管道的两端分别连通第n个清水池和第n+1个清水池，第n个主管道的一端进水，第n个主管道的另一端连接第n个投加管道，第n个清水池入口处的流量为Q_Tn，第n主管道中的流量为Q_Fn，从第n个投加管道到第n+1个清水池入口处的流量为Q_n,n+1。

1、余氯衰减规律

根据实验及理论分析，得知余氯在水体中的衰减主要与以下因素相关：水体中的氨氮、初始氯气投加浓度、衰减时间、温度、PH值、浊度等。其中pH值及浊度的影响较小，可以忽略，而温度属于缓慢变化量，短期内的影响不大。

综合这些因素的影响，实验过程对0、30、60、90、120min耗氯进行分析，主变量为水体中的氨氮、氯气投加浓度以及衰减时间。

定义1：初始耗氯量为初始投氯量与0min时(实际即投加数秒以后)余氯之差。

1.1初始氯的投加浓度对初始耗氯量的影响

选择边界条件如下：温度21℃，pH值7.6，浊度0.6NTU，CODMn1.3mg/L，保持氨氮量为0.25mg/L。将加氯量由1.6mg/L逐步变化至3.4mg/L，实验结果如图2所示（单位为mg/L）。从图2可知，耗氧量基本随着投加浓度的升高而呈线性增加。

1.2氨氮对初始耗氯量的影响

选择边界条件如下：温度21℃，pH值7.6，浊度0.6NTU，CODMn1.3mg/L，保持氯的投加浓度为2mg/L。将氨氮含量由0.04mg/L逐步变化至0.44mg/L，实验结果如图3所示（单位为mg/L）。从图3可知，耗氧量基本随着投加浓度的升高而呈指数增加。

1.3反应时间对余氯的影响

选择边界条件如下：温度21℃，pH值7.6，浊度0.6NTU，CODMn1.3mg/L，保持氨氮为0.25mg/L，对0-30min、30-60min、60-90min，90-120min内的氯气消耗进行分析，实验结果如图4所示（单位为mg/L）。可见每个时间段的耗氯量基本是固定的，且随着时间的延后，耗氯量逐渐减少。

1.4综合余氯衰减规律

选择边界条件如下：温度21℃，pH值7.6，浊度0.6NTU，CODMn1.3mg/L，保持氨氮为0.25mg/L。选择时间为变化量，采用不同氯气的投加量，总的余氯变化曲线如图5所示。从图5可以得知水体耗氯可以分为两段进行分析。在样本取自同一水源，水质波动不大的情况下，对滤后水投加氯气,在起初极短的时间内耗氯量很大，其消耗值主要与初始投加量和氨氮量有关。其后余氯衰减速度明显变慢，且这一衰减速度随着反应时间增加逐渐变慢。

最后可以得到余氯衰减方程式如式1所示。

Cl＝0.91T-1.086-0.053N²+0.00424N-0.00437t+8.89×10^-6t²  （式1）

其中T为初始氯的投加浓度，Cl为余氯值，N为氨氮含量，t为衰减时间。

2、管道水流量分配

由于清水池入口管道没有流量仪，而流量分配又是求解清水池入口余氯的关键技术之一。一般情况下，多管道对应多清水池的工艺结构，水流方向及节点位置简化如图6所示。其中Q_F1，Q_F2,...Q_FN为主管道中的流量,Q_T1，Q_T2,...Q_TN为清水池入口处的流量。根据伯努利方程（Bernoulli’s Equation），有：

$p+\frac{1}{2}{\mathrm{\ρV}}^2+\mathrm{\ρgh}=\mathrm{const}$

其中，ρ,g分别为密度和重力加速度，p为压强，V为流速，h为位置高度。在水力学中称p/ρg为压力水头，V²/2g为速度水头，h为位置水头，总水头为此三项之和。通常各管段高度相同，故各节点之间水头之差即速度水头之差。考虑到输水管道管径相同，截面积均为A，故有Q＝AV成立。管段沿程损失可用Darcy-Weisbach公式：

$h_f=f\frac{l}{d}\frac{V^2}{2g}$

其中,f为沿程阻力损失系数，l为管段长度即流程，d为管径。沿程阻力损失系数与流体状态有关，其值可以通过查找Moody图得到。此外，结合流量连续性原理，可联立方程组如下：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{Q_{F1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{F2}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{\mathrm{1,2}}\frac{l_{\mathrm{1,2}}}{d}\frac{Q_{\mathrm{1,2}}^2}{2g}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{Q_{n,n+1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{\mathrm{Fn}+1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{n+1,n}\frac{l_{n+1,n}}{d}\frac{Q_{n+1,n}^2}{2g}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{Q_{N-1,N}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{\mathrm{FN}}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{N,N-1}\frac{l_{N,N-1}}{d}\frac{Q_{N,N-1}^2}{2g}\\ Q_{23}=Q_{12}+Q_{F2}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{n,n+1}=Q_{n,n-1}+Q_{\mathrm{Fn}}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{N-1,N}=Q_{N-1,N-2}+Q_{\mathrm{FN}-1}\end{array}\right.$

解以上方程组，并将解代入如下方程组即可获得最终的清水池入口处的流量:

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{T1}=Q_{F1}-Q_{\mathrm{1,2}}\\ Q_{T2}=Q_{\mathrm{2,3}}-Q_{\mathrm{3,2}}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{\mathrm{Tm}}=Q_{m,m+1}-Q_{m+1,m}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{\mathrm{TN}-1}=Q_{N-1,N}+Q_{N,N-1}\\ Q_{\mathrm{TN}}=Q_{N,N-1}+Q_{\mathrm{FN}}\end{array}\right.$

本发明的多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法，包括以下步骤：

1）、根据多管道对应多清水池结构的流量分配计算公式，获取各个清水池入口处的流量；

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{T1}=Q_{F1}-Q_{\mathrm{1,2}}\\ Q_{T2}=Q_{\mathrm{2,3}}-Q_{\mathrm{3,2}}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{\mathrm{Tm}}=Q_{m,m+1}-Q_{m+1,m}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{\mathrm{TN}-1}=Q_{N-1,N}+Q_{N,N-1}\\ Q_{\mathrm{TN}}=Q_{N,N-1}+Q_{\mathrm{FN}}\end{array}\right.$

其中，Q_Tm为第m个清水池入口处的流量，Q_m,m+1为从第m个投加管道到第m+1个清水池入口处的流量，Q_m+1,m为从第m+1个投加管道到第m个清水池入口处的流量，Q_F1为第1主管道中的流量，Q_FN为第N主管道中的流量；

多管道对应多清水池结构的流量分配公式通过水力学伯努利方程以及管道沿程损失公式计算得到，具体为下式：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{Q_{F1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{F2}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{\mathrm{1,2}}\frac{l_{\mathrm{1,2}}}{d}\frac{Q_{\mathrm{1,2}}^2}{2g}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{Q_{n,n+1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{\mathrm{Fn}+1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{n+1,n}\frac{l_{n+1,n}}{d}\frac{Q_{n+1,n}^2}{2g}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{Q_{N-1,N}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{\mathrm{FN}}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{N,N-1}\frac{l_{N,N-1}}{d}\frac{Q_{N,N-1}^2}{2g}\\ Q_{23}=Q_{12}+Q_{F2}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{n,n+1}=Q_{n,n-1}+Q_{\mathrm{Fn}}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{N-1,N}=Q_{N-1,N-2}+Q_{\mathrm{FN}-1}\end{array}\right.$

式中，Q_n,n+1为从第n个投加管道到第n+1个清水池入口处的流量，Q_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的流量，Q_Fn+1为第n+1主管道中的流量，f_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的沿程阻力损失系数，l_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的管段长度即流程，d为管道直径，g为重力加速度，A为管道截面积。

2）、根据清水池入口处的流量和管道中的流量，获得从各个投加点到各个清水池入口处的衰减时间t_ji；

$t_{\mathrm{ji}}=\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{L}_m/\frac{Q_m}{A}$

其中，L_m为从第j个投加点到第i个清水池入口处的第m个管道的长度，Q_m为在第m个管道中的流量，A为管道截面积；

3）、根据余氯混合公式，得到第i个清水池入口处的余氯含量Cl_i：

${\mathrm{Cl}}_i=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{ji}}{\mathrm{Cl}}_{\mathrm{ji}}}{Q_{\mathrm{Ti}}}$

其中，Q_ji为从第j个投加管道到第i个清水池入口处的流量，并且Q_Ti为第m个清水池入口处的流量，Cl_ji为从第j个投加管道到第i个清水池入口处的衰减余氯值，Cl_ji通过下式计算得到：

Cl_ji＝g(N,t_ji)

其中，g(N,t_ji)为余氯衰减公式，t_ji为从投加点j到清水池i入口处的余氯衰减时间。余氯衰减公式g(N,t_ji)由下式计算得到：

$g(N,t_{\mathrm{ji}})=0.91T-1.086-{0.053N}^2+0.00424N-0.00437t+8.89\×{10}^{-5}{t}_{\mathrm{ji}}^2$

式中，T为氯气初始投加浓度，N为水体中的氨氮含量，t_ji为从投加点j到清水池i入口处的余氯衰减时间。

实施例

图7为多管道对应多清水池结构氯气投加系统示意图，为方便阐述，本实施例假设管道数量为3，清水池数量为3，各管道长度均已知并在图7中标示。为计算各个清水池入口处的流量，水流方向及水流大小简化分配如图8所示。3个投加管道中的流量为：Q_F1＝7200m³/h，Q_F2＝6800m³/h，Q_F3＝8200m³/h。管道直径为2.2m，各个管道的长度为L₁＝260m，L₂＝260m，L₃＝260m，L₄＝149m，L₅＝690m，L₆＝78m，L₇＝220m，L₈＝690m，L₉＝173m，L₁₀＝145m，L₁₁＝690m。

根据管道流量分配计算公式最终可以得出各个清水池入口处的流量为：Q_T1＝6911m³/h，Q_T2＝7766m³/h，Q_T3＝7523m³/h。其中Q₃₄＝289m³/h，Q₁₂＝-677m³/h（负号表示与所示水流方向相反）。

再计算各个管道中的余氯衰减时间，如下式所示：

$t_{\mathrm{ji}}=\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{L}_m/\frac{Q_m}{A}$

其中L_m为从第j个投加点到第i个清水池入口处的第m个管道的长度，Q_m为在第m个管道中的流量，A为管道截面积。

选择边界条件如下：温度21℃，pH值7.6，浊度0.6NTU，CODMn1.3mg/L，保持氨氮为0.25mg/L，投加浓度选择为2mg/L。

则最后可以得出各个清水池入口处的余氯值为：

${\mathrm{Cl}}_i=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{ji}}{\mathrm{Cl}}_{\mathrm{ji}}}{Q_{\mathrm{Ti}}}$

其中,Q_ji为从第j个投加管道到第i个清水池入口处的流量，可以根据管道流量分配公式计算可得，并且

Cl_ji为从第j个投加管道到第i个清水池入口处的衰减余氯值，具体计算公式如下：

Cl_ji＝g(N,t_ji)

其中,g(N,t_ji)为余氯衰减方程式，t_ji为从投加点j到清水池i入口处的衰减时间。在本例中最终可以得出：

$\begin{array}{c}{\mathrm{Cl}}_1=g(N,t_{11})=g(\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{i}A/Q_i)=g[0.25,(260\×226.8/7200)+(149+690)\×226.8/6911]\\ =g\left(\mathrm{0.5,35.72}\right)=0.5919\mathrm{mg}/L\end{array}$

$\begin{array}{c}{\mathrm{Cl}}_2=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{i2}g(N,t_{i2})/Q_{T2}=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{i2}g[N,(\underset{k=1}{\mathrm{\Σ}}{L}_{k}A/Q_k)/Q_{T2}]\\ =\frac{g\left(\mathrm{0.25,96}\right)\×289+g\left(\mathrm{0.25,72}\right)\×677+g\left(\mathrm{0.25,35}\right)\×6800}{7766}=0.5734\mathrm{mg}/L\end{array}$

${\mathrm{Cl}}_3=g(N,t_{33})=g(N,\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{i}A/Q_i)=g\left(\mathrm{0.25,32}\right)=0.6032\mathrm{mg}/L.$

Claims (4)

1.一种多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法，所述多管道对应多清水池结构包括：N个清水池、N个主管道和N个投加管道，其中，N个投加管道依次首尾连接，第n个投加管道的两端分别连通第n个清水池和第n+1个清水池，第n个主管道的一端进水，第n个主管道的另一端连接第n个投加管道，第n个清水池入口处的流量为Q_Tn，第n主管道中的流量为Q_Fn，从第n个投加管道到第n+1个清水池入口处的流量为Q_n,n+1，其特征在于：包括以下步骤：

1）、根据多管道对应多清水池结构的流量分配计算公式，获取各个清水池入口处的流量；

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{T1}=Q_{F1}-Q_{\mathrm{1,2}}\\ Q_{T2}=Q_{\mathrm{2,3}}-Q_{\mathrm{3,2}}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{\mathrm{Tm}}=Q_{m,m+1}-Q_{m+1,m}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{\mathrm{TN}-1}=Q_{N-1,N}+Q_{N,N-1}\\ Q_{\mathrm{TN}}=Q_{N,N-1}+Q_{\mathrm{FN}}\end{array}\right.$

其中，Q_Tm为第m个清水池入口处的流量，Q_m,m+1为从第m个投加管道到第m+1个清水池入口处的流量，Q_m+1,m为从第m+1个投加管道到第m个清水池入口处的流量，Q_F1为第1主管道中的流量，Q_FN为第N主管道中的流量；

2）、根据清水池入口处的流量和管道中的流量，获得从第j个投加点到第i个清水池入口处的衰减时间t_ji；

$t_{\mathrm{ji}}=\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{L}_m/\frac{Q_m}{A}$

其中，L_m为从第j个投加点到第i个清水池入口处的第m个管道的长度，Q_m为第m个管道中的流量，A为管道截面积；

3）、根据余氯混合公式，得到第i个清水池入口处的余氯含量Cl_i：

${\mathrm{Cl}}_i=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{ji}}{\mathrm{Cl}}_{\mathrm{ji}}}{Q_{\mathrm{Ti}}}$

其中，Q_ji为从第j个投加管道到第i个清水池入口处的流量，并且

Q_Ti为第m个清水池入口处的流量，Cl_ji为从第j个投加管道到第i个清水池入口处的衰减余氯值，Cl_ji通过下式计算得到：

Cl_ji＝g(N,t_ji)

其中，g(N,t_ji)为余氯衰减公式，t_ji为从投加点j到清水池i入口处的余氯衰减时间。

2.如权利要求1所述的多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法，其特征在于：步骤3）中所述余氯衰减公式g(N,t_ji)：

$g(N,t_{\mathrm{ji}})=0.91T-1.086-{0.053N}^2+0.00424N-0.00437t+8.89\×{10}^{-5}{t}_{\mathrm{ji}}^2$

式中，T为氯气初始投加浓度，N为水体中的氨氮含量，t_ji为从投加点j到清水池i入口处的余氯衰减时间。

3.如权利要求1所述的多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法，其特征在于：步骤1）中所述多管道对应多清水池结构的流量分配公式通过水力学伯努利方程以及管道沿程损失公式计算得到。

4.如权利要求1所述的多管道对应多清水池结构的水处理系统的余氯软测量方法，其特征在于：步骤1）中所述多管道对应多清水池结构的流量分配公式：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{Q_{F1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{F2}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{\mathrm{1,2}}\frac{l_{\mathrm{1,2}}}{d}\frac{Q_{\mathrm{1,2}}^2}{2g}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{Q_{n,n+1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{\mathrm{Fn}+1}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{n+1,n}\frac{l_{n+1,n}}{d}\frac{Q_{n+1,n}^2}{2g}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{Q_{N-1,N}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}-\frac{Q_{\mathrm{FN}}^2}{{2\mathrm{gA}}^2}=f_{N,N-1}\frac{l_{N,N-1}}{d}\frac{Q_{N,N-1}^2}{2g}\\ Q_{23}=Q_{12}+Q_{F2}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{n,n+1}=Q_{n,n-1}+Q_{\mathrm{Fn}}\\ .\\ .\\ .\\ Q_{N-1,N}=Q_{N-1,N-2}+Q_{\mathrm{FN}-1}\end{array}\right.$

式中，Q_n,n+1为从第n个投加管道到第n+1个清水池入口处的流量，Q_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的流量，Q_Fn+1为第n+1主管道中的流量，f_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的沿程阻力损失系数，l_n+1,n为从第n+1个投加管道到第n个清水池入口处的管段长度即流程，d为管径，g为重力加速度，A为管道截面积。

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