活性污泥模型在我国污水厂的应用_王小玲

【水资源】活性污泥模型在我国污水厂的应用王小玲1,贺电2,王华1(1.郑州市污水净化有限公司,河南郑州450044;2.郑州市市政工程公司,河南郑州450000)摘要:介绍了国际水协(IAW)推出的活性污泥模型(ASM)和基于ASM模型开发的SSSP、EFOR、GPSX、WEST软件。阐述了ASM的使用过程:建立虚拟污水处理厂、确定曝气池进水的各组分浓度、确定模型的化学计量系数和动力学参数、参数校核、验证模型。总结了活性污泥模型使用的具体方法和应用案例,指出ASM模型存在的问题有:组分复杂多样,缺少规范;大多数参数需要测定,且测定过程复杂;缺乏与模型配套使用的基础数据库,不便于与其他专业软件的集成;模型机理相互作用关系尚不明确。关键词:活性污泥模型;使用方法;应用案例;污水处理中图分类号:X703文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2010.02.033活性污泥法不仅能去除污染水中的有机碳,而且还能去除营养物质氮和磷,因而成为控制环境污染的基本方法,被我国80%的城市污水厂采用。但是,活性污泥法是一个复杂的生物化学过程,受到诸多因素影响,增加了污水厂运行管理的难度。活性污泥模型可以动态模拟污水厂运行,为污水厂的运行控制和工艺改造提供依据。1活性污泥模型及其软件1.1活性污泥模型活性污泥模型(ASM)是国际水协(IAW)针对污水活性污泥法处理推出的数学模型,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,在得到了广泛应用的同时也在不断地发展和完善。ASM模型包括ASM1、ASM2、ASM2d和ASM3,其特征和适用范围见表1。表1ASM模型的特征和适用范围模型组分子过程动力学参数化学计量系数适用范围ASM1138145除碳和脱氮工艺ASM219194222除碳、脱氮和除磷工艺ASM2d19214422除碳、脱氮和除磷(包括反硝化除磷)工艺ASM313122115除碳和脱氮工艺在应用时首先要根据处理工艺选择活性污泥模型[1]。1.2模型软件及其特点(1)SSSP软件[2]。该软件是美国Clemson大学基于ASM1开发的计算机应用程序,是世界上第一个活性污泥工艺软件。SSSP软件可对污水处理进行稳态模拟,也可进行动态模拟,显示氨氮去除率、泥龄、水力停留时间、回流比、溶解氧、耗氧速率、混合液悬浮固体浓度等45个变化速率之间的关系曲线。(2)EFOR软件[2]。该软件是基于ASM1和ASM2废水处理工艺开发的模拟应用软件,由EFORApS公司与活性污泥模型国际专家组联合开发,在国外被普遍使用。该软件能够模拟活性污泥法中的碳氧化、硝化与反硝化和生物除磷过程,包括传统活性污泥工艺、分段进水、交替硝化反硝化、氧化沟工艺、AB法及生物化学同时除磷工艺等,可以获得稳态与动态的出水效果。(3)GPSX软件。该软件是由Hydromantis公司开发的一种交互式商业软件,它为用户提供了通过菜单和图形驱动开发污水处理厂模型的界面。CPSX集成了超过500个各类模型,包括活性污泥ASM3模型。(4)WEST软件[3-4]。该软件是比利时HEMMIS公司和DHI合作开发的基于ASM模型的仿真软件,包括IWA推出的所有活性污泥数学模型(ASM1、ASM2、ASM2d和ASM3)。模型库提供了反应器、沉淀池、分离器、传感器和控制器等组件单元,用户可以使用分级图形编辑器(HGE)构建模拟对象,并建立组件单元间的关联,实现对污水厂模型的构建。WEST软件具有友好的人机对话界面,操作简洁灵活,可以迅速地组建起各种活性污泥处理工艺。在应用功能上,WEST软件具有多种功能,可以对污水厂进行实时模拟,可以进行参数的敏感度分析,还可以比较污水厂的不同运行方案,确定高效低耗的运行参数。2活性污泥模型的应用2.1使用方法(1)建立虚拟污水处理厂。在分析实际工艺流程的基础上,根据需要选定模型,然后利用模型库中各种工艺组件单元输入水处理单元的构筑尺寸,建立一座虚拟污水处理厂[5]。收稿日期:2009-03-16作者简介:王小玲(1976—),女,河南镇平人,工程师,主要从事污水处理厂的建设、运行和管理工作。E-mail:wxl6836@163.com·72·第32卷第2期人民黄河Vol.32,No.22010年2月YELLOWRIVERFeb.,2010(2)确定曝气池进水的各组分浓度。曝气池进水水质和各组分的浓度是应用活性污泥模型的关键,许多数据需要经过多次试验、统计分析得到。ASM也提供了各组分所占比例的典型值,在没有水质组分的条件下可以采用这些数值,但在应用过程中需要分析各组分的敏感度,并对照实测值进行修正。当运行结果与实测值相差较大时,要首先修正敏感度较大的组分浓度[4]。(3)确