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活性污泥数学模型研究进展 污水的活性污泥法生物处理，由于具有处理效果好、运行成本低等特点而成为污水处理的一项基本与主要的方法。目前，我国有80％以上的城市污水厂都用活性污泥法处理。随着计算机技术的不断发展，水处理技术要求对活性污泥处理过程进行仿真与控制。因此，国际水协(IWA)在总结已有废水生物处理数学模型的基础上，相继推出了3套活性污泥数学模型(ASM系列)，为活性污泥过程仿真与控制提供了重要的理论基础。ASM 自从推出以来，在欧美国家的实际工程和科学研究中得到了广泛应用。在我国，此领域的研究尚处于起步阶段，与国际先进水平存在着很大差距。1 活性污泥数学模型(ASMs)的发展IWA在总结已有的各种污水生物处理数基础上，于1987年推出活性污泥1号模型(ASM1)Ⅲ。该模型不仅包括含碳有机物的去除过程，还描述了通过硝化和反硝化作用对含氮物质的去除。模型中包括8个子过程、13种组分、14个动力学参数和5个化学计量学系数。ASM1未包括生物除磷过程。1995年，IWA专家组提出活性污泥2号模型(ASM2)E2 3。与ASM1相比，它包含了磷的吸收和释放，增加了厌氧水解、发酵及生物除磷和化学沉淀等反应过程。ASM2非常庞大，它包含19种物质、19种反应、22个化学计量系数以及42个动力学参数。1999年，IWA又推出了ASM2d[3]，对ASM2作了进一步完善和延伸，可同时模拟生物除磷和硝化一反硝化。ASM2d共包括19种组分、21种反应、22个化学计量系数及45个动力学参数。与ASM2相比，在模拟硝酸盐和磷酸盐动力学方面，ASM2d更准确。1999年，IWA还推出了活性污泥3号模型(ASM3) 。该模型更深入考虑了胞内存贮过程，并考虑环境因素对衰减过程的修正，把溶解性、颗粒性有机氮的降解与微生物的水解、衰减和生长结合在一起，包含氧化、硝化和反硝化过程，没有包括生物除磷过程。2 活性污泥数学模型(ASMs)在我国的研究现状我国学者对ASM系列模型也做了大量的研究工作，主要包括以下几个方面。2．1 ASM修改模型由于ASM模型的复杂性，以及对污水处理生物反应机理的深化，很多学者在ASM模型基础上进行修改产生了一系列新的模型。这些模型或是简化模型结构，减少反应过程和模型组分，或是对其机理进行扩展，或是引入新的概念。2．2 ASM系列模型进水组分和参数的测定研究ASM模型对水质组分进行了详细的划分，从而引出众多的组分浓度需要确定的问题。但由于当前检测、分析的方法和手段的限制，许多水质组分还不能直接或准确确定。并且由于ASM模型对处理过程的过于细化，引入了多达几十个的化学计量学和动力学参数，增加了模型应用的难度。为此，许多学者对ASM模型进水组分和参数的测定做了研究。2．3 用ASM系列模型进行模拟的研究活性污泥数学模型开发的根本目的就是能够应用到实际中，指导实际生产运行。随着对污水处理生物反应机理认识逐渐深化，以及对ASM 系列模型进水组分、参数的研究日趋成熟，同时由于计算机技术的高速发展，以及各种活性污泥工艺软件的相继开发，用ASM系列模型对实际污水处理厂进行模拟已经成为可能。近年来，对这方面的研究已经有了大量的文献报道。特别值得一提的是，从事污水处理厂运行诊断控制已有多年的历史、经验和技术积淀的上海市政工程设计研究总院， 自IWA活性污泥模型推出以来，以IWA活性污泥模型为平台开发完成了涵盖面广泛、功能全面和技术先进的专家系统。专家系统的核心组成部分已经在工程上成功应用，有效地控制了污水处理厂的污泥膨胀和浮沫问题，取得了良好的环境效益、经济效益和社会效益。污水厂运行诊断控制专家系统的其他组成部分的研究也已经取得了不同程度的进展，预警控制系统作为本系统的技术难点也已经基本开发完成，正在进行中试规模的参数校正工作。以上研究表明，我国在IWA活性污泥模型的研究及应用上虽然取得了一定的成果，但研究工作还只处于起步阶段，要缩短与国际先进水平的差距，还有很多研究工作要做。3活性污泥数学模型(AsMs)发展前景IWA活性污泥数学模型有助于新建废水处理系统的精确设计，有助于对现有废水处理系统的优化运行管理，也有助于对现有废水处理系统的处理能力或功能进行科学评估，为扩建提供重要依据。因此，活性污泥数学模型近年来在污水处理中受到了广泛的关注，但模型的使用还是有一定的困难，主要体现在：(1)模型组分的分析和测定；(2)机理的进一步研究；(3)模型中各参数的校正；(4)模型的简化。针对上述困难，研究人员将通过以下几方面工作来解决：(1)模型中废水水质组分的进一步细化和水质组分测定方法的简单化、标准化研究。污水水质特性是数学模型最重要的部分，而且目前的水质参数测定方法比较费时费力，