Success of booster chlorination for water supply networks with genetic algorithms

摘要

La chloration des réseaux de distribution d'eau potable est habituellement effectuée à la source d'approvisionnement. Cependant, le chlore peut disparaître dans certaines parties ou en des points éloignés du réseau. Dans ce cas, une ou plusieurs stations de soutien de chloration doivent être installées dans le réseau pour obtenir du chlore résiduel discernable à tous les niveaux de branchement. Les caractéristiques hydrauliques de réseau, les niveaux d'eau des réservoirs et les concentrations en chlore peuvent varier au cours de la journée suite aux changements de la demande des consommateurs. Pour cette raison, l'endroit optimal de la station relais de chloration, les taux d'injection et l'établissement du programme doivent être considérés ensemble. Dans cette recherche, les endroits, les taux d'injection et l'établissement du programme des stations relais' de chlore ont été étudiés en utilisant des algorithmes génétiques. Les résultats montrent que le relais de désinfection peut de manière significative augmenter tes concentrations résiduelles désirées au-dessus de la limite minimale tout en aidant à réduire variabilité des concentrations nodales. L'objectif de l'étude est de satisfaire aux limites minimales et maximales de chlore résiduel exigées en chaque point du réseau, tout en réduisant au minimum la consommation de chlore autant que possible. Afin de déterminer les conditions hydrauliques et la distribution de concentration de chlore dans le réseau, le logiciel EPANET a été utilisé. Dans la phase de solution, les algorithmes génétiques et le logiciel EPANET sont exploités interactivement. L'algorithme développé a été testé sur un réseau existant donné dans la littérature et les solutions ont été comparées.%The chlorination of drinking water distribution networks is usually carried out at the supply source. However, chlorine may disappear in some portions or at distant points within a network. In this case, one or more booster chlorination stations must be built in the network in order to observe detectable chlorine residual at all levels of branching. Network hydraulic values, tank water levels and chlorine concentrations may vary over the course of one day because of changes in consumer demand. For this reason, the optimal location of a booster chlorination station, injection rates and scheduling must be considered together. In this research, the locations, injection rates and scheduling of chlorine booster stations were studied using genetic algorithms. The results indicate that booster disinfection can significantly increase the desired residual concentrations above the minimum limit while helping to reduce variability in nodal concentrations. The objective of the study is to satisfy minimum and maximum required chlorine residual at every point in the network while minimizing chlorine consumption as much as possible. In order to find a hydraulic solution and chlorine concentration distribution in a network, EPANET software was used. In the solution phase, genetic algorithms and EPANET software were run interactively. The algorithm developed was used on an existing network given in the literature and solutions were compared with the current status of the network.