ASM模型研究现状及在污废水处理中的作用
污水处理厂中ASM s仿真软件的应用研究
析数据 与我国的实际数据ｔｉｌｌ：ｋ，有很 大出入，毕竟国外的污水 仿真软件的组成部分来研究污水处理厂的进水水质，给进水
处理 厂中涉及到我国的污水数据 少之又少 ，所以会存在比较 水质做具体分析 ，再设立工艺模拟模型 ，根据参数数据的结
大的差异 。如 果我 们在使用 该仿 真软件时，要按照我国的污 果进行比对 ，比对后工艺的模拟结果就体现出来了。
相比 ，更能真 实的反映 出污水的运转状态 ，而且也 比较符合 分。那 么仿真软件的水质组成部分的参数和正常的水质参数
现实情况 ，更贴近生活。在 ＡＳＭｓ中 ，有很多现实污水处理 是有联 系的，例 如正常水的水质参数 Ｃ０Ｄ在 ＡＳＭ２仿真软
厂的分析数据 ，因此在开发仿真软件 时以此为基点就更容易 件 中被 分解成发酵产物 ＳＡ、惰性溶解性 有机物 Ｓｌ、 自养菌
水处 理数据做 出调整，不过这也在一定程度上阻挡了该软件
污水处理厂中 ＡＳＭｓ仿真软件的应用结果显示 ，模拟数
推广的步伐。
（下转第 ５５页）
５６ Ｉ电子制作 ２０１６年 ２－３月
软件开发
感性分析组件、算法 组件 、性 能监视与优化组件、分布式可 理系统、数据分发服务 系统、数据集成管理系统、数据挖掘
的，一 般的 仿真 软件是 达不 到这 么精 准 的数值 的。因此 ， 行时间短、优化结果清晰 ，是值得应用推广的。
ＡＳＭｓ仿 真软件是具 有很大 的应用价 值。除此之 外 ，ＡＳＭｓ
仿真软件在处理污水时获取的相关信息 ，能够及 时体 现污水 ４结语
处理厂的实际状况 ，方便对水质的及时分析 。
软件开发
污水处理 厂 中 ＡＳ Ｍｓ仿 真软件 的应用研 究
作者 ／渠龙龙，上海同济大学
ASM2d数学模型在污水处理厂运行优化中的应用研究的开题报告
ASM2d数学模型在污水处理厂运行优化中的应用研究的开题报告一、研究背景污水处理是现代城市环境保护工作的关键点之一。
然而，污水处理厂在运行过程中往往存在能源消耗高、操作成本大、处理效率低等问题，如何进行优化运行是目前亟需解决的问题。
传统的经验运行方式已经不能满足实际需求，因此需要引入现代数学模型进行优化分析。
二、研究意义采用ASM2d数学模型，可以对污水处理厂的运行进行精细化管理，提高污水处理的效率和质量，减少运行成本，提高处理能力。
该研究对污水处理企业的运营管理和环保监管部门的管理决策提供一定的参考和支持，有着很强的现实意义和应用价值。
三、研究内容本研究将基于对ASM2d数学模型的深入理解和运用，对污水处理厂的运行进行优化分析。
具体研究内容包括：1.建立污水处理厂的ASM2d数学模型；2.采用模型对污水处理过程进行优化分析；3.探讨模型在实际生产中的应用并进行验证；4.总结结论并提出模型运用的局限性和发展方向。
四、研究方法1. 调研文献，深入了解污水处理、数学模型和优化算法等相关知识；2. 建立污水处理厂的ASM2d数学模型，并通过MATLAB软件进行模拟和优化；3.根据实际数据，对模型进行验证和评估；4.对实验结果进行分析，并提出解决方案和建议。
五、预期结果通过建立ASM2d数学模型，可以对污水处理厂的运行进行优化管理，提高处理效率和能力，节约成本。
可以得到如下预期结果：1.能够建立污水处理厂的ASM2d数学模型；2.能够分析优化污水处理过程，提高处理效率和质量；3.验证模型在实际应用中的有效性；4.总结结论，提出建议和发展方向。
六、研究进度安排1.文献调研和理论学习（1周）；2.数据收集和ASM2d数学模型建立（2周）；3.模型优化和数据验证（3周）；4.实验结果分析和结论总结（2周）；5.撰写论文和答辩准备（2周）。
七、参考文献1. Moreno-Andrade, I. (2019). Optimization of activated sludge wastewater treatment plants using the ASM2d model. Environmental Technology & Innovation, 13, 434-452.2. Guo, Y., & Gao, H. (2017). Application of ASM2d model to optimize the operation of a sequencing batch reactor for municipal wastewater treatment. Environmental Science & Pollution Research, 24(20), 16259-16267.3. Lestari, A. R., & Prajitno, P. (2018). Application of ASM2d in optimization and prediction of activated sludge process in Sewage Treatment Plant. Journal of Physics: Conference Series, 1028(1), 012058.4. Rosenwinkel, K. H., & Benedetti, L. (2019). ASM2d model for the optimization of an extended aeration activated sludge wastewater treatment plant. Water Science & Technology, 79(2), 268-277.。
ASM1模型在大型城市污水处理厂的应用
调整 。μＡＵＴ 是 一个 动 力 学参 数 ， 然 而， 这 个 参 数受 进 水 特征 影 响很大， 所以经常被看作是污水特征参数。因此， 每个污水厂
的 μＡＵＴ 参 数 都 应 通 过 拟 合 氨 的 预 测 数 值 和 监 测 数 值 进 行 校 准 。μＡＵＴ 的校准结果是 ０．３１～０．５６。校准的模型通过比较该污 水处理厂 ７～１２ 月的监测值和模型的预 测值 进 行 验证 。在 验
６０
监测值（ ｍ ｇ·Ｌ－ １）
（ ａ ） ＣＯＤ
预测值（ ｍ ｇ·Ｌ－ １）
３５
３０
预测值（ ｍ ｇ·Ｌ－ １）
２５
２０
１５
１０
５
预测值（ ｍ ｇ·Ｌ－ １）
０
１０
２０
３０
监测值（ ｍ ｇ·Ｌ－ １）
（ ｂ） ＴＳ Ｓ
１００
９０
８０
７０
６０
５０
４０
３０
２０
１０
０
２０
４０
６０
８０
１００
监测值（ ｍ ｇ·Ｌ－ １）
０．１０ ０．０９ ０．０８ ０．０７ ０．０６ ０．０５ ０．０４ ０．０３ ０．０２
４
氮负荷 ６
硝化速度
８
１０
总氮去除率 １２
８０ ７５ ７０ ６５ ６０ ５５ ５０ ４５ ４０ ３５ １４
ＣＯＤ与 ＴＫＮ 质量浓度比对硝化速度、总氮去除率和氮负荷的影响
图 ７ 不同 ＣＯＤ 与 ＴＫＮ 质量浓度比对系统的硝化速率、总氮
５ ０００
（ ｅ ） ＭＬＳ Ｓ
图 ３ 二沉池出水指标、反应器中 ＭＬＳ Ｓ 预测值和监测值的拟合结果
天津 建 设科 技 ２００８·ＮＯ．２ ３７
活性污泥ASM系列数学模型进展和展望
活性污泥ASM系列数学模型进展和展望摘要：本文简述了国际水协推出的ASM系列模型，讨论了活性污泥法动力学模型研究存在的几个重要问题；对活性污泥数学模型的研究进行展望，包括废水组分的进一步细化、污水处理厂运行快速自动模拟预测及控制系统和污水处理厂设计自动化系统。
关键字：活性污泥数学模型研究进展存在问题研究展望1、前言活性污泥法作为废水生物处理的重要方法，已在城市污水和工业废水处理中得到大量应用。
而数学模型是工艺选择、设计、运行的决策支持方式及强有力的优化工具。
但是活性污泥系统是一个多因素、多变量相互作用、多种反应过程相互耦合的系统，因此其建立模型较复杂。
快速发展的计算机技术使数学模型的建立成为可能，使数学模型在工程应用与试验研究中的作用日益凸显。
近年来，活性污泥数学模型的研究一直是国际上污水处理领域研究的热点之一。
在众多的数学模型中，由国际水质协会IWA先后推出的ASM1、ASM2、ASM2D及ASM3一系列模型发展最为成熟，受到环境工程界的广泛关注【1】。
2、ASM模型的研究与应用进展活性污泥1、2、3号模型将污水中的组分分为可溶性组分和颗粒性组分，可溶性组分包括溶解氧、碱度及大部分污染物，颗粒性组分包括微生物及部分污染物，应用理论建立生物或化学反应过程，均以Monod方程为基础，都是多维的并包含大量的动力学参数和化学计量系数，均以矩阵的形式描述生物反应过程，从而简化了反应速率方程式的表达。
ASM矩阵反应速率中采用了“开关函数”的概念，来反映环境因素改变而产生的抑制作用，从而避免那些因为具有不连续特性的反应过程在模拟过程中出现的数值不稳定的现象；此外，研究者还可根据理论发展及实际情况需要对现有ASM进行反应过程的增加或简化，扩大了ASM应用的灵活性。
其中ASM1与ASM2主要基于微生物的死亡—再生及维持理论，而ASM3主要基于微生物的内源呼吸理论。
大量资料已对ASM系列模型的特点及限制因素做了阐述，ASM1模型不仅包含了含碳有机物去除过程，还描述了硝化和反硝化作用对含氮物质的去除，ASM2是ASM1 的发展，不仅包含污水中含碳有机物和氮的去除过程，还包含生物除磷过程，增加了厌氧水解、发酵及生物除磷、化学除磷等8个反应过程。
活性污泥模型模拟污水处理厂运行的工程应用研究进展
活性污泥模型模拟污水处理厂运行的工程应用研究进展丁婉晴1，薄涛2,3，丁彬彬1，张晓文2（1.哈尔滨工业大学（深圳） 环境科学与工程研究中心，广东 深圳 518055；2.深圳市中涛环保工程技术有限公司，广东 深圳 518055；3.哈尔滨工业大学（深圳） 计算机科学与技术学院，广东 深圳 518055）摘要：污水处理行业快速地由污水处理模式向资源回收模式转变，活性污泥模型（ASMs）应运而生。
本文首先概括了污水厂模型建立的一般步骤；然后结合国内外工程实例介绍了ASMs的发展过程；最后阐述了ASMs模拟污水处理厂运行的重大意义，并对研究的发展方向进行了展望。
关键词：污水处理；活性污泥模型；模型校准；工艺优化中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2018)09-0019-01DOI:10.16647/15-1369/X.2018.09.010Advances in engineering application research of activated sludge model simulating sewage treatment plant operationDing Wanqing 1, Bo Tao 2, 3, Ding Binbin 1, Zhang Xiaowen 2(1. Harbin Institute of Technology (Shenzhen) Environmental Science and Engineering Research Center, Shenzhen Guangdong 518055,China; 2. Shenzhen Zhongtao Environmental Engineering Technology Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518055,China; 3. Harbin Institute of Technology (Shenzhen) School of Computer Science andTechnology , Shenzhen Guangdong 518055,China)Abstract:The sewage treatment industry has rapidly changed from a sewage treatment mode to a resource recovery model, and activated sludge models (ASMs) have emerged. This paper first summarizes the general steps of the establishment of the wastewater treatment plant model; then combined with domestic and foreign engineering examples to introduce the development process of ASMs; finally, the significance of ASMs simulating the operation of sewage treatment plants is explained, and the development direction of the research is prospected.Key words: Sewage treatment;Activated sludge model;Model calibration; Process optimization由于污水处理过程及活性污泥组分的复杂性，故数学模型的过程建模非常困难，但其对于污水处理行业来说又是一个具有重要理论意义与实用价值的工具。
ASM发展及其在SBR工艺中的应用
ASM发展及其在SBR工艺中的应用ASM（Activated Sludge Model）即活性污泥模型，是国际水质协会（IAWQ）针对污水活性污泥法处理推出的数学模型。
ASM是为了解决废水生物处理设计和操作过程中的问题而推出的，主要目的是为了获得最优化的效果。
ASM自从推出以来，得到了广泛的应用；其本身也在不断地发展和完善。
现在，这个系列模型已经运用到了各种污水处理工艺如接触氧化、氧化沟、SBR等工艺中。
1．ASM发展概述1987年，IAWQ推出了ASM1[1]，这个模型包括了有机物氧化及硝化和反硝化的生物过程，由于这个模型能够很好地模拟污水处理结果，所以得到了研究者的认同。
1995年，IAWQ推出了ASM2[2]，它在ASM1的基础上引入了生物除磷以及化学除磷的过程。
1999年，IAWQ同时推出了ASM2d[3]和ASM3[4]。
ASM2d 是对ASM2的进一步完善，改正了ASM2中对磷聚集微生物（Polyphosphate Accumulating Organism，简写为PAO）的不恰当描述。
而ASM3是在总结和修正ASM1模型缺陷的基础上提出的，采用了与ASM1不同的理论依据，ASM3中同样包括有机物氧化、硝化和反硝化，而没有包括生物除磷。
2001年，由负责建立ASM3的学者推出了EAWAG Bio-P[5]模型，这个模型建立在ASM3基础上，采用了ASM2d的一些观点，在ASM3的基础上增加了生物除磷的过程，但不包括化学除磷。
ASM共有的特点在于将污水中的组分分为可溶性组分和颗粒性组分，其中可溶性组分包括溶解氧、碱度及大部分污染物，颗粒性组分包括微生物及部分污染物，应用理论建立生物或化学反应过程（基于莫诺特方程式）。
在表达方面最主要的特点是采用矩阵形式来描述各组分在反应过程中的变化规律和相互关系，这就简化了反应速率方程式的表达，有利于计算机程序的编码。
ASM矩阵反应速率中采用了“开关函数”的概念，用来反映环境因素改变而产生的抑制作用，可以避免那些因为具有不连续特性的反应过程在模拟过程中出现的数值不稳定的现象；例如在反硝化反应速率中加入一项，其中为氧饱和速率常数，为溶解氧浓度，当溶解氧趋于0时，此项为1，反硝化过程顺利进行，反之，当溶解氧浓度增大到一定限度时，此项趋近于0，反硝化过程停止。
A-A-O工艺在城镇生活污水处理的应用
A-A-O工艺在城镇生活污水处理的应用A-A-O工艺在城镇生活污水处理的应用摘要：随着城市建设的不断加速，城镇生活污水的排放量也随之增加，大量污水的直接排放不但会造成天然水的污染，更会影响我们的饮用水的安全。
为了保护有限的水资源，提高污水处理效率，更好的进行污水处理建设，我们必须采取相应紧要措施，本文主要对A-A-O工艺技术在处理城镇生活污水方面做初步的研究，为相关人士提供一些参考，促进城镇生活污水处理的快速发展。
关键词：污染；A-A-0工艺；生活污水这些年来，随着我国城市化建设的不断发展，城市人口也随之增长，我们在享受便利的同时，也不得不面对这与之而来污水排放量增加的问题。
因此，如何高效处理污水成为我们亟待解决的一个重大任务。
A-A-O 工艺对除磷脱氮有着较好效果，另外，它的另一个优点就是成本低，这对于解决城镇生活污水处理所面临的处理成本高、能耗大等问题具有重大的进步意义，能够指导和帮助我们更高效更轻松的完成对污水的处理。
1城镇生活污水概况1.1生活污水的危害我们人类生活过程中产生的污水，是造成水体污染的主要污染源之一。
主要是粪便和洗涤污水。
城市每人每日排出的生活污水量为150—400L。
生活污水中含有大量有机物以及一些病原菌、病毒和寄生虫卵和一些无机盐类。
其主要的特点是含氮、含硫和含磷量高,在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质，对我们饮水以及生活有着巨大的危害。
危害主要有以下几方面：(1)一方面，藻类占据的空间越来越大，大大压缩了鱼类等生物的活动空间，另一方面，藻类的疯狂繁殖，会逐渐消耗水域里面的氧气，会使得水体严重缺氧，使得一些鱼类数量大量死亡甚至灭绝; (2)如果饮用水中N03ˉ。
和N02ˉ的的含量过高，它们在自然条件下可能会转化为亚硝酸铵，亚硝酸铵是一种能致癌、致畸的物质，不仅会增加癌症的发病机率，而且会对人体心血管系统造成损伤，以及会干扰机体对维生素A的吸收利用，导致出现维生素A缺乏症的症状;(3)在农业灌溉用水中，氮和磷的含量超标，农作物会吸收过剩的氮，这样一来会产生贪青倒伏现像，影响农作物正常生长[1]。
ASM3应用于污水处理厂的模拟研究
（ ．扬州职业大 学 ， １ 江苏 扬州 ２ ５０ ； 德州职业技术学 院 ，山东 德州 ２０９ ２ ２ ３３ ） ５ ０４
摘
要 ： 立 了 活性 污 泥 ３号模 型 应 用 于 氧 化 沟 工 艺的 活性 污 泥 处 理 系统 数 值 模 型 ， 利 用 Ｍａａ 建 并 ｔ ｂ语 言 ｌ
近 年来 ， 国际上 对应 于 Ａ Ｍ 系列 模 型开 发 的 Ｓ
程 序 和 软 件 有 ： ＳＭ，Ｅ Ｏ Ｓ Ｓ ，ＳＭＢ ＡＩ Ｆ Ｒ， Ｓ Ｐ Ｉ Ａ，
在 国外 ， ａ ｅｄ ｕｚｎ等 人 在 实 验 研 究 Ｖ ｎ Ｖ ｌｈ ｉ ｅ 中开 发 出了一 个 缺 氧好 氧 生 物 除 磷 的 机理 模 型 ， 并 将 该 模 型 与 Ａ Ｍ１相 结 合 。Ｋ ｃ Ｓ ｏｈ Ｇ等 人 将ＡＭ Ｓ ３模型 用于 瑞士诸 多 城市 污水 处 理厂 。在 国 内 ， 晓 明 在 Ａ Ｍ１和 Ｔ ｋ ｃ 沉 降模 型 的 基 杨 Ｓ ａ ａｓ 础上 ， 合 反 应 器 原 理 ， 建 了活 性 污 泥 系统 模 结 构 型 。李玉 新 以 Ａ Ｍ３为基 础 平 台 ， 该模 型 进 Ｓ 对 行 了适 当 的改进 ， 利用 Ｖ ６ ０自行开 发 了相对 完 Ｂ．
ｔ ｏ ｅ ｆｏ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｎ ｓ ｔｉ ｅ ｉｉｄ ｔ ｔｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｍｏ ｅ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｈ ｃ ｕ ｌｏ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｓｅ ｔｒ ｈ ｓ ｍ ｈ ｃ ｕ ｌｏ ｅ ．Ｉ ｓｖ ｒｆｅ ｈａ ｈ ｒ ｓ ｎ ｄ ｌｃ ｎ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔｔ ｅ ａ ｔ ａ ｐ ｒｔｏ ｆｗａ ｔ ｗａ ｅ ｒ ｔｅ ｔ ｎ ，ｗｈ ｃ ａ ｓ ｄ ｔ ｆｅ ｙ ｔ ｉ ｌｔ ｓｅ ｔｒｔｅ ｔ ｎ ，ｐ ｅ ｉｔｗａｅ ｕ ｌ ｙ ａ ｐ ｉ ｒ ａｍｅ ｔ ｉｈ ｃ ｎ ｂｅ ｕ ｅ ｏ ｏｆ ｒａ ｗａ ｏ ｓｍｕ ａｅ ｗａ ｔｗａ ｅ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｒ ｄ ｃ ｔｒ ｑ ａ ｉ ｎｄ ｏ ｔ－ ｔ
ASM1 模型及GPS-X 在低CN 污水处理厂的运用
2 进水组分分析
本研究用大渡口污水处理厂实测的进水组分对 ASM1 模型中相关参数进行校核，结合趋势检验法剔除呼吸 速率曲线中的内源呼吸，再运用污水 COD 组分表征基准化方法得到进水 COD 组分。进水 COD 组分参考艾等 研究成果，具体参数值见表 2 [9
表 2 进水 COD 组分表征结果 Table 1 The characterization result of influent COD of May 2010
Journal,2011,174(2-3):635-643. [2]Fang F, Ni B J, Xie W M, Sheng G P, Liu S G, Tong Z H,Yu H Q. An integrated dynamic model for simulating a full-scale municipal wastewater treatment plant under fluctuating conditions [J],Chemical Engineering Journal,2010,160(2):522-529. [3] Guerrero J, Guisasola A, Vilanova R, Baeza J A Improving the performance of a WWTP control system by model-based setpoint optimisation[J],Environment Modelling & Software,2011,26(4):492-497. [4] LASPIDOU C S, RITTMANN B E. A unified theory for extra cellular polymeric substance, products, and active and inert biomass [ J ]. Water Research, 2002, 36(11): 2711-2720. [5] SCHUTZE M,BUTLERD ,BECK M B, Modeling Simulation and control of Urban Wastewater Systems[M],London:Springer,2002 [6] Coen F, Vanderhaegen B, et al . Improved design and control industrial and municipal nutrient removal plants using dynamic model [J] . Water Science Technology, 1997, 35(10): 53-61. [7]蒋卫刚， 顾国维， 俞国平. 计算机模拟在污水处理厂改建设计中的应用[J].给水排水， 2004， 30(2)： 91-94. [8] Cinar Ö zer, Daigger Glen T.,Graef tephen P.S., et al.Evaluation of IAWQ Activated SludgeModel NO.2 Using Steady-State Data from Four Full-Scale Wastewater Treatment Plants,Water Environment soluble microbial
基于活性污泥数学模型（ASMs）的污水处理系统不确定性分析研究进展
2017年第36卷第12期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·4651·化 工 进展基于活性污泥数学模型（ASM s ）的污水处理系统不确定性分析研究进展董姗燕1，2，李咏梅3，池春榕1，刘祖文1，2（1江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西 赣州 341000；2江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室，江西 赣州 341000；3同济大学环境科学与工程学院，上海 200092）摘要：活性污泥数学模型（ASM s ）在应用过程中由于未能充分考虑污水处理系统的不确定性而降低了其可靠性和决策的准确性，目前国内外对基于ASM s 的不确定性分析尚处于研究的初级阶段。
本文概述了不确定性分析的两种常用方法，介绍了污水处理系统中基于ASM s 的不确定性源的识别与分类、不确定性指标量化的研究现状，以及不确定性分析在污水处理厂优化设计、工艺改造等方面的应用。
指出不确定性源的识别与分类目前仍然没有规范统一的分类机制和识别方法，不确定性指标的量化是模型应用的关键环节，尚需开展深入研究和分析；污水处理系统的不确定性分析将是今后ASM s 应用和发展的研究重点，不确定性分析可以帮助研究者更好地了解和把握污水处理系统模拟预测结果的不确定性范围，从而可以进行有效的风险评估和提高决策支持过程。
关键词：废水；活性污泥数学模型；不确定性分析；参数识别；蒙特卡罗模拟中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）12–4651–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1014Research and development on uncertainty analysis in wastewatertreatment system based on activated sludge model （ASM s ）DONG Shanyan 1，2，LI Yongmei 3，CHI Chunrong 1，LIU Zuwen 1，2（1School of Architectural and Surveying & Mapping Engineering ，Jiangxi University of Science and Technology ，Ganzhou 341000，Jiangxi ，China ；2Jiangxi Provincial Key Laboratory of Environmental Geo-technology and EngineeringDisaster Control ，Ganzhou 341000，Jiangxi ，China ；3College of Environmental Science and Engineering ，TongjiUniversity ，Shanghai 200092，China ）Abstract ：For complex wastewater treatment systems ，uncertainty is their basic attribute ．Due to not fully consider the actual system uncertainty ，the reliability and decision accuracy of Activated sludge model （ASM s ）in the application process was decreased ．The complete model application should include the uncertainty analysis of the model ．At present ，the uncertainty analysis based on ASM s is still in its infancy ．Based on the limited literature data ，the research status on the identification and classification of uncertainty sources in wastewater treatment system and the quantification of model uncertainty index were analyzed. the application of uncertainty analysis in optimization design ，upgrading and control strategy evaluation of wastewater treatment plant were introduced ．It was pointed out that there is still no standard classification and identification of uncertainty sources. The quantification of uncertainty index needs further study and analysis ．The uncertainty analysis of wastewater第一作者及联系人：董姗燕（1978—），女，博士研究生，主要从事水和污水处理系统仿真研究。
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ASM模型研究现状及在污废水处理中的作用摘要:综述了目前ASM模型研究应用的现状。
分析探讨了ASM 模型在研究应用过程中存在的问题,认为目前限制ASM模型在实际污废水处理中应用的因素主要有模型参数多、参数测定方法复杂、标准不统一以及机理研究不够深入等几个方面。
关键词:ASM模型应用研究影响因素
1 引言
活性污泥模型是利用数学模型来表述废水中各种污染物质与废水处理系统中微生物之间的复杂生物化学反应过程,国际水质协会(IAWQ)于1987、1995、1999推出了活性污泥模型ASM1、ASM2、ASM3水质模型。
我国在模型研究及应用方面起步较晚,本文从对ASM研究应用现状入手,对前人所作工作进行了分析总结,探讨限制ASM模型在实际应用中的主要因素,以期为该模型的推广应用提供帮助。
2 ASM模型研究现状
由于生物处理系统复杂、反应过程相互耦合、进水水质水量的波动及实际的运行控制手段等诸多因素的影响,使得经验模型未能详尽反映生化反应过程中各种变量之间的相互关系,用这种方法难以经济合理地进行工程设计,也难以指导实际工程的运行管理。
因此,开发精
确、灵敏、实用的活性污泥法数学模型已成为国内外专家和学者普遍关心的问题。
由于ASM模型中参数多,并且测定方法复杂、没有统一的标准使得活性污泥法数学模型在实际污水处理厂中的应用受到限制,人们试图寻找简化的模型以及简便的模型参数测定方法。
在优化模型参数测定方法方面,周雪飞等采用间歇活性污泥法和呼吸计量法测定活性污泥数学模型中异养菌产率系数,结果表明该方法准确性高,重现性良好。
[1]他同时通过研究提出一种快速确定进水溶解性COD中易生物降解部分SS的物理-化学方法。
将可通过0.45μm滤膜的胶体物质进行絮凝沉淀,然后再辅以质量良好的滤膜过滤,二者结合可有效测定SS值。
同时结果表明,絮凝方法和呼吸计量法所得出的结果具有较好的相关性。
李昀涛针对ASM1模型中水质COD 的四个组成部分的测定方法,采用了物理手段与生物手段相结合的方法。
忽略了进水中的微生物量,进而简化了参数的测定方法。
[3]陈莉荣介绍了活性污泥1号模型中含碳有机物的分析方法,并用这些方法测定了西安市北石桥、电子村2个排放口的城市污水水质。
实验结果表明快速可生物降解COD(SS)采用间歇实验法、慢速可生物降解COD(XS)采用测定BOD5间接计算法既操作简单又准确可靠。
[4] 在简化模型研究方面,邓科等从城市生活污水中的主要有机成分—蛋白质、糖类、脂肪三类物质出发,分别研究它们对水质特性参数的贡献情况,然后,通过实际污水厂进水实测值对模型进行拟合,得出
一个从糖类、蛋白质、脂肪浓度值估算出水质特性参数的模型。
并利用该模型水质净化厂进水进行了水质分析。
表明采用所建立的水质特性参数估算模型对城市生活污水进行模拟,模拟效果较好,相对误差小于20%。
[5]孙光伟在对序批式活性污泥法数学模型的研究中,根据宾馆饭店水处理系统的特点,对ASM1进行简化,不考虑硝化和反硝化,使其在该系统中既能真实的预测活性污泥的性能,又便于实现水处理过程自动控制。
[6]张永祥以ASM3原理为基础,引入污染物迁移方程,并加入位移变量,建立了基于ASM3的改进活性污泥模型模拟系统。
以序批式呼吸计量试验对ASM3中异养菌好氧产率系数、异养菌好氧内源呼吸速率系数、异养菌的最大比生长速率和自养菌的最大比生长速率等4个重要的模型参数进行了确定,其它参数采用IW A推荐的典型值对工艺试验进行模拟。
模拟结果和实测结果吻合较好。
[7]刘芳以ASM1为开发平台,建立了简化的活性污泥数学模型(ASM-CN),主要描述碳氧化和硝化过程,其中模型组分、反应过程和参数的数量都少于ASM1。
并且利用ASM-CN模型对实际城市污水厂的运行进行了动态模拟,结果良好。
[8]魏阿姝首先利用ASM3来模拟氨氮基本未被硝化的运行情况,出水COD、BOD、NH3-N的模拟值与实测值相差不大,采用了先进的ASM3模型对3个改造方案进行模拟,并建议将现有的曝气池以A/O方式运行,在不作重大改造和不明显削减处理能力的前提下而增强去除氨氮的功能,并减少改造投资及中试费用。
[9]
3 ASM模型在实际污废水处理中的应用
ASM模型在实际污废水处理中的应用主要体现在污废水处理工艺设计、工艺调试及处理工艺改造等三个方面。
模型的使用不仅为污废水处理工艺的设计提供了理论依据,同时也可简化设计过程。
可根据模拟结果选择运行条件,这样就可以有效的缩短调试周期。
在污废水处理工艺改造过程中,引入活性污泥处理模型,根据已有的数据,调整模型中的相关参数,在此基础上确定如何进行工艺改造。
由此可以为实际工艺改造提供理论依据。
4 结语
目前对于ASM模型的研究主要集中在在数学模型的改进、参数测定方法的优化以及计算机软件联合使用等几个方面。
但对于目前的研究对于模型参数的测定方法只是一个参考,没有统一的标准。
同时对于模型应用机理研究方面仍存在不足。
因此如何对模型的参数进行简化、优化模型参数测定方法并统一标准,以及和计算机软件结合使用方面,将是ASM模型研究应用中亟待解决的问题,这也将促进活性污泥法生物模型在实际中的推广应用。
参考文献
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