活性污泥法模型的发展_杨青

才脚二抽种牙ShanghaiEnvironmentalSeienees2001年第20卷第4期活性污泥法模型的发展DeveloPmentofAtcivatedSludgeModel杨青甘树应陈季华(东华大学环境学院,上海200051)YangQingGanShuyingChenJihua(SehoolofEnvironment,DonghuaUniversity,Shanghai20051)摘要详细阐述了国际水质协会(认wQ)推出的活性污泥1号模型(ASMI)、2号模型(ASM2)、3号模型(AsM3)的组分、特点和缺陷,论述了活性污泥模型在废水处理中的重要作用,指出了活性污泥模型研究、应用中的障碍.关键词:活性污泥模型碳化硝化反硝化生物除磷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。它不仅有助于新建废水处理系统的设计和优化运行管理,而且对现有废水处理系统的处理能力或功能扩增起重要作用。1983年原国际水污染研究与控制协会IAWPRC(现名为国际水质协会,IAWQ)成立了活性污泥通用模型国际研究小组,在已有的各种活性污泥数学模型发展的基础上,于1987、1995、1999年推出T活性污泥1号(ASMI)、2号(ASMZ)、3号(ASM3)模型.IAWQ的活性污泥模型在表述方面的最主要特征是采用矩阵的形式来描述活性污泥系统中各组分的变化规律和相互关系,并在矩阵反应速率中使用了“开关函数”的概念,以反映环境因素改变而产生的抑制作用,避免那些具有开关型不连续特性的反应过程表达式在模拟过程中出现数值不稳定现象.2活性污泥1号模型(ASMI)在南非的Marias和Dold等人研究的基础上,IAWQ于1987年推出的活性污泥1号模型(ASM)I,是活性污泥模型发展的里程碑,它包括了碳化、硝化、反硝化过程及其他内容:(1)13种组分溶解性不可生物降解有机物1S、溶解性快速可生物降解有机物sS、溶解氧502、硝态氮凡。、氨氮凡H、溶解性可生物降解有机氮凡D、颗粒性不可生物降解有机物戈、慢速可生物降解有机物Xs、异养生物戈卜自养生物X^、生物固体衰减产生的惰性物质芯、颗粒性可生物降解有机氮瓜D、碱度S^oKL(2)8个反应过程异养菌的好氧、缺氧生长及衰减过程;好氧菌的好氧生长及衰减过程;溶解性有机氮氨化;絮集有机物和有机氮的水解过程。(3)19个参数异养菌、自养菌生长和衰减过程及污泥所絮集的颗粒性COD水解过程的14个动力学参数和5个化学计量参数。ASMI推出后,在欧美得到了广泛的使用,成为模拟活性污泥系统的强有力的工具。ASMI主要缺陷是未包含污水中磷的去除。ASMI的不足是:它不包括氮和碱度限制异养生物的动力学表述,导致某些情况下计算物质的浓度会出现负值;氨化动力学无法真正量化,通常假设所有有机物组分组成恒定(恒定的N:COD;)异养生物的水解过程对预测氧的消耗和反硝化起主要影响作用,但这个过程的动力学参数量化是非常困难的;仅用伴有水解的衰减和生长来描述影响内源呼吸的总体因素,如:生物体的化合物贮藏、死亡、捕食、溶菌作用等,造成动力学参数评价上的困难;没有区分硝化菌在好氧和缺氧条件下的衰减速率等。3活性污泥2号模型(ASMZ)IAWQ于1995年推出了活性污泥2号模型(ASM2),它在ASMI的基础上引人了生物除磷的过程,首次将含碳有机物、含氮有机物的去除与生物除磷反应包含在一个整体模型中。生物除磷是一个非常复杂的过程,因此ASMZ更加庞大复杂。第一作者杨青,女,1975年生。1998年毕业于中国