活性污泥过程模型

污泥ASM模型的不足以下是我写的关于污泥ASM模型的不足。

水质分析及测定：由于ASM 系列模型中涉及的组分和参数较多，并且参数的取值范围较大，辨识困难。

不能由常规水质分析指标直观表述，需要设定常规检测数据与模型参数的转换方案。

具体的测定方法还未规范化，有些还有待于进一步研究解决。

模型的简化：ASM系列模型的复杂性使得无法将完整的模型直接应用于污水厂的设计、模拟和运行控制，故需要根据具体条件将模型适当简化。

模型的简化是必要也是危险的，因为它都是基于一系列合理化假设进行的，一旦假设条件不满足，模型的应用效果会受到极大的影响，甚至导致应用的彻底失败。

参数的估计及校正：目前还没有一个统一的方法用于过程的参数估计，从工程角度讲标准模型及其参数估计过程变得越来越重要。

简化后的模型必须经过校正方可使用，因参数中除了产率系数等几个是恒定的，其他都会随环境条件的变化而变化。

校正过程的难点便集中于参数的调整。

分析各参数对过程的影响程度：在进行活性污泥过程模型研究时，应根据实际情况分析各参数对过程的影响程度。

对于影响大的参数须获取应用条件下的模型参数的数值，对影响小的参数，在模型中可视为常量，从而去除对过程无显著影响的参数，使模型简化，以便用于过程控制和运行管理。

机理的进一步探讨：活性污泥系统机理有待进一步探讨，如有机碳氧化、生物硝化/反硝化过程之间的相互作用关系尚不明确，对生物除磷机理还未完全明了，尤其是发酵和厌氧水解过程对PAO超量摄磷的影响还需作进一步研究。

对于模型中起作用的异养菌，至今仍不清楚是只有部分异养菌有反硝化能力，还是全部异养菌都有反硝化能力。

衰减过程应能充分描述生物量的损失，一步硝化模拟应向两部硝化转变等。

活性污泥数学模型整合了当今有关活性污泥法污水处理技术的大部分研究成果。

解决模型中存在的问题，关系到模型的实用性。

当今已有对ASM系列模型的延伸版本，如将其中的一步硝化模拟为两步硝化，对衰减过程的进一步描述等。

活性污泥模型借助于免费 和商业化的模 拟软 件在活性污泥工艺的优化设计 和运行以及研 究中 得到了广 泛的应 用并 积累 了丰 富的经 验。可是, 这些模型大多数集中在污水处 理厂的主流工 艺部 分。因此, 这种 优化 仅仅 是局 部的优 化。并没 有
考虑污泥处理工艺 及其对主流工艺 影响的整体优 化( 见图 1) 。随着水污染控制要求的提高, 污水处理 厂出水氮磷的排放标准也变得更加严格。因此, 目 前污水处理厂的数学模拟已经朝全污水处理厂模拟 的方向发展, 着眼于污水处理厂整体的优化设计和 运行。全污水处理厂数学模拟是污水处理厂节能减 排方案分析和评价的重要工具。BioWin 数学模型 即是 一个 典 型的 全 污 水 处理 厂 的 数 学模 型。 Bio Win 已经经过十多年的开发并且已经在工程中 得到广泛应用。为了对全污水处理厂的数学模拟有 一个全面的了解, 本文将对 BioWin 数学模型的主 要特征做一综合的 介绍 ( 更详 细的可参考 Env iroSim 2007a, b) 。 1 全污水处理厂的 BioWin 数学模型
然后用这个基本速率乘以反映细菌生长的不同环境条件溶解氧条件亚硝酸盐和硝酸盐存在与和营养盐氮磷限制的条件以及p抑制情况给水排水vol134增刊2008161城市污水处理厂各种活性污泥模型的主要特征比较模型名称asm1asm3asm2dadm1biowin发表时间更新时间198719991999200219912007模型类型和厌氧消化旁流处理工艺状态变量数1312192650模型参数个数19387340246参数的有效范围模型校正的工作量中等实际工程应用广泛较少广泛较少广泛精确预测tss硝化一步硝化一步硝化一步硝化两步硝化作为插入模型反硝化利用甲醇反硝化近似近似近似限制碱度替代碱度替代碱度替代co2nh3气体剥离盐的磷沉淀经验公式生物气体的产生ch4温度依赖性温度范围有830二个参数集有835全污水处理厂模拟要求活性污泥和厌氧消化模型之间的界面各种模型使用一组共同的状态变量代表有此功能

第十二章 活性污泥法
第一节 基 本 概 念
什么是活性污泥？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及 吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、 具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 比表面积
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒
曝气池混合液：1.002～ 1.003
Lawrence、McCarty导出的活性污泥数学模型
第四节 气体传递原理和曝气设备
构成 活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也 就是活性污泥；
二是污水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的食料；
回流污泥
RQ、Se、XR
系统边界
剩余污泥
QW、Se、XR
完全混合活性污泥法系统的典型流程
二、劳伦斯和麦卡蒂 （Lawrence－McCarty)模型
c (QQW） XXV eQWXR
污泥龄（SRT）
SRT：曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间。
（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：
Q 0 （ X [Q Q W ） X Q e W X R ] （ d d)g X V t 0
▪ 在一定的污泥量下，SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。 如SVI较高，表示SV值较大、沉淀性较差；如SVI较小，
污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，
如SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。
▪ 通常，当SVI为100~150，沉淀性能良好；而当SVI
＞200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。但根据废水性 质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含
量高时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含无机

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。