活性污泥法动力学模型的研究进展
污泥生物降解动力学模型的研究与应用
污泥生物降解动力学模型的研究与应用污泥是生活中产生的有机废弃物，包括废水处理和有机垃圾处理产生的污泥。
然而，污泥中的有机物质含量和生物数量很高，如果不加以处理，将对环境产生极大的影响。
目前，生物降解是处理污泥的主要方法之一，其中，污泥生物降解动力学模型是对污泥中生物降解过程进行研究和预测的基础。
一、污泥生物降解动力学模型的基本概念污泥生物降解动力学模型是指对污泥中生物降解过程进行建模，推导出与时间相关的污泥中生物数量和生物降解速率的函数关系式。
这些函数关系式可以用来预测污泥中有机物质的降解速率和生物数量，从而确定何时达到稳定状态。
污泥生物降解动力学模型主要包括一阶动力学模型、二阶动力学模型和放物线动力学模型等。
二、污泥生物降解动力学模型的研究进展随着环境污染和资源短缺的日益严重，污泥生物降解动力学模型的研究逐渐得到了关注。
目前，国内外学者在该领域取得了很多研究成果。
例如，美国休斯顿大学的研究表明，一阶动力学模型可以精确反映微生物对有机废物的生物降解，但是在长时间处理情况下不适用；英国桑德兰大学的研究发现，二阶动力学模型和放物线动力学模型较一阶动力学模型更加适用于预测微生物在处理污泥中有机废物的生物降解过程。
三、污泥生物降解动力学模型的应用污泥生物降解动力学模型在处理污泥中有机废物方面具有广泛的应用。
例如，在废水处理工程中，工艺运行稳定和优化水平的确定是至关重要的，而通过建立污泥生物降解动力学模型可以预测处理过程中微生物数量和生物降解速率，为工艺运行稳定和优化提供依据。
此外，污泥生物降解动力学模型也能应用于土壤修复、有机垃圾处理和生态系统模拟等领域。
四、污泥生物降解动力学模型的发展方向随着科技的不断发展，污泥生物降解动力学模型也在不断完善。
目前，一些新的研究方向已经引起了学者们的关注，例如，基于机器学习方法的污泥生物降解动力学模型、应用反应性流体力学对生物降解过程进行建模等等。
可以预见，在不久的将来，这些新技术的应用将极大地促进污泥生物降解动力学模型的研究。
污水处理中微生物代谢动力学模型研究
污水处理中微生物代谢动力学模型研究污水处理一直是环保领域的重要话题，处理污水需要用到微生物，而微生物代谢动力学模型是研究处理污水过程中微生物代谢行为的一种方法。
下面将详细介绍微生物代谢动力学模型在污水处理中的研究进展。
一、微生物代谢动力学模型简介微生物代谢动力学模型是研究微生物在生物反应器中代谢过程的数学模型。
这种模型通常包括基本反应方程式、反应动力学参数、环境因子等，通过对这些参数的研究，可以深入了解微生物的代谢行为，并对生物反应器的设计、运营和污水质量控制等方面提供指导。
二、微生物代谢动力学模型在污水处理中的应用微生物代谢动力学模型在污水处理中应用最广泛的领域是活性污泥法、好氧颗粒污泥法和好氧生物膜法。
这些污水处理技术中微生物的活动是控制处理效果的关键因素，而微生物代谢动力学模型可以帮助研究和掌握微生物的代谢规律，进而优化污水处理过程。
1. 活性污泥法活性污泥法是一种流行的污水处理技术，通过在反应器中引入微生物、空气和污水等，从污水中去除有机物、氨氮和磷酸盐等物质。
微生物代谢动力学模型可以用来研究微生物消耗有机物和氨氮的动力学规律，评估处理系统的稳定性和容错性，并优化外部因素，如温度、pH值和DO浓度等，以最大化反应器的生物效率。
2. 好氧颗粒污泥法好氧颗粒污泥法是一种新兴的生物处理技术，能够高效去除压力较高的有机物和氨氮。
在这种处理技术中，微生物形成了肥厚的微生物颗粒，这些颗粒的代谢动力学模型与活性污泥中的微生物有所不同。
好氧颗粒污泥法的微生物代谢动力学模型研究有助于评估好氧颗粒污泥法的处理效果和稳定性。
3. 好氧生物膜法好氧生物膜法是在填料或膜生物反应器内，利用微生物在生长代谢过程中在膜表面或填料上产生的生物膜，去除有机质和氨氮等有害物质的技术。
微生物代谢动力学模型能够评估膜生物反应器的稳定性、掌握生物膜的生长规律，以及优化处理反应器的设计和运行条件。
三、微生物代谢动力学模型研究的挑战微生物代谢动力学模型研究也存在着一些挑战，下面列举几个：1. 数据获取微生物代谢动力学模型涉及到大量的实验数据，而且这些数据的获取难度较大。
活性污泥数学模型的研究应用进展与问题讨论(1).
活性污泥数学模型的研究应用进展与问题讨论(1)对间歇厌氧反应器、UASB反应器、复合式厌氧反应器和厌氧滤池污泥中的发酵细菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌的数量和生物相进行了分析，并观察了颗粒污泥的结构，剖析了影响厌氧颗粒污泥形成的因素。
关键词：硫酸盐有机废水发酵细菌硫酸盐还原菌产甲烷颗粒污泥Approaches to the Development and Problems of Researchand Application of Activated Sludge ModelAbstract: Analysis and comparison were made to the activated sludge model No.1，2 and 3 (ASM No.1，2and 3) proposed by International Association on Water Quality(IAWQ)．Some problems of the models were found．According to the practice of applications and researches on activated sludge model, the key issues on modeling are water quality analysis，model simplification and parameter calibration．Key words：activated sludge model(ASM)；modeling；parametercalibration近年来，国外有很多关于数学模型在饮用水处理、污泥处置、各种污水处理等工艺中的应用报道。
在活性污泥工艺众多的数学模型中，由原国际水质协会（IAWQ）（现已改称为国际水协会IWA）推出的活性污泥数学模型（ASM）发展最为成熟，应用最为广泛。
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。
活性污泥法除磷动力学研究
活性污泥法除磷动力学研究活性污泥法除磷动力学研究摘要：活性污泥法是一种常用的废水处理技术，并且在去除有机物污染物的同时，也能有效去除磷。
本文通过对活性污泥法除磷过程的动力学研究，探讨了影响除磷效果的主要因素以及其变化规律，分析了除磷机理，并对未来的研究方向进行了展望。
关键词：活性污泥法、除磷、动力学、影响因素、机理一、引言随着人口的增加和工业化进程的加快，废水中磷含量的增加对环境造成了严重的污染。
磷是废水中的一种常见污染物，其过量排放不仅会导致水体富营养化，还会引发水华等严重环境问题。
因此，研究有效的磷去除技术对于保护水环境具有重要意义。
二、活性污泥法除磷过程活性污泥法是一种通过生物降解有机物的同时，利用污泥中的磷酸盐慢化能力去除废水中的磷的方法。
活性污泥法除磷过程的主要步骤包括磷污染物的吸附、生物降解有机物、微生物的磷释放以及沉淀。
其中，磷的吸附与生物降解有机物的降解速率是决定除磷效果的重要因素。
三、影响除磷效果的因素1. 溶解氧浓度：溶解氧是活性污泥法除磷过程中微生物生理活性的重要因素。
适宜的溶解氧浓度能够提高微生物的活性，促进磷的吸附和释放，从而提高除磷效果。
2. 温度：温度也是影响活性污泥法除磷效果的重要因素。
适宜的温度能够促进微生物的生长和代谢活动，提高除磷效率。
3. pH值：污水的pH值对活性污泥中微生物的生理活性有重要影响。
一般来说，酸性条件下磷的释放效果较好，而碱性条件下磷的吸附效果较好。
4. 污水中的COD/P（化学需氧量与总磷的比值）：COD/P比值高时，有机物相对较多，容易导致活性污泥厌氧条件下产生大量磷酸盐的吸附现象。
5. 混合液浓度：适宜的混合液浓度能够提高微生物的活性，从而提高除磷效果。
四、活性污泥法除磷的动力学研究活性污泥法除磷动力学研究是了解除磷过程及优化除磷效果的基础。
除磷动力学研究通常包括磷污染物的吸附动力学、生物降解动力学以及微生物的磷释放动力学。
其中，磷污染物的吸附动力学研究可以帮助确定污泥中的磷酸盐慢化能力，从而优化活性污泥法的除磷条件。
活性污泥法的反应动力学原理及其应用
活性污泥法的反应动力学原理及其应用活性污泥法反应动力学可以定量或半定量地揭示系统内有机物降解、作用与各项设计污泥增长、耗氧等参数、运行参数以及环境因素之间的关系。
它主要包括：① 基质降解的动力学，涉及基质降解与基质浓度、生物量等因素的关系；②微生物增长动力学，涉及微生物增长与基质浓度、生物量、增长常数等因素的关系；③ 还研究底物降解与生物量增长、底物降解与需氧、营养要求等的关系。
在建立活性污泥法反应动力学模型时，有以下假设：① 除特别说明外，都认为反应器内物料是完全混合的，对于推流式曝气池系统，则是在此基础上加以修正；②活性污泥系统的运行条件绝对稳定；③二次沉淀池内无微生物活动，也无污泥累积并且水与固体分离良好；④ 进水基质均为溶解性的，并且浓度不变，也不含微生物；⑤系统中不含有毒物质和抑制物质。
、活性污泥反应动力学的基础一一米一门公式与莫诺德模式1、米一门公式Michaelis —Me nto提出酶的“中间产物”学说，通过理论推导和实验验证，提出了含单一基质单一反应的酶促反应动力学公式，即米一门公式：V m ax SK^ S式中：V ——酶促反应中产物生成的反应速率；V max——产物生成的最高速率；K m ――米氏常数（又称饱和常数，半速常数）；S 基质浓度。
中间产物学说：E S ES E P米门公式的图示:2、莫诺德模式① 莫诺德模式的基本形式：Mo nod 于1942年和1950年曾两次进行了单一基质的纯菌种培养实验，也发现了与上述酶促反应类似的规律，进而提出了与米门公式想类似的表达微生物比增殖速率与基质浓度 之间的动力学公式，即莫诺德模式：m axSK s ~~S式中：dxdt / x ――微生物的比增殖速率，kgVSS/kgVSS d ；S 反应器内的基质浓度，mg/l ；K s ――饱和常数，也是半速常数。
随后发现，用由混合微生物群体组成的活性污泥对多种基质进行微生物增殖实验, 得了符合这种关系的结果。
序列间歇式(序批式)活性污泥法(SBR法)研究进展
序列间歇式(序批式)活性污泥法（SBR法）研究进展1 前言间歇式活性污泥法从七十年代初开始研究，直到八十年代以后才引起其它国家的重视，并陆续地得到开发应用，我国则是近几年的事。
随着研究的深入，间歇式活性污泥法又被命名为序列间歇式反应器法(SequencingBatohReactor)，我国常称序列间歇式(序批式)活性污泥法，简称SBR法。
SBR法的运行工况是以间歇操作为主要特征。
所谓序列间歇式有两种含义:一是运行操作在空间上是按序排列、间歇的，由于污水大都是连续排放且流量波动很大，这时间歇反应器(SBR)至少为两个池或多个池，污水连续按序列进入每个反应器，它们运行时的相对关系是有次序的、也是间歇的；二是每个SBR的运行操作，在时间上也是按次序排列的、间歇的，一般可按运行次序分为五个阶段，即进水、反应、沉淀、排水和闲置阶段，称为一个运行周期。
在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水性质、出水质量与运行功能要求等灵活掌握。
比如在进水阶段，可按只进水不曝气(搅拌或不搅拌)的限制性曝气运行，也可按边进水边曝气的非限制性曝气方式运行；在反应阶段，可以始终曝气，为了生物脱氮也可曝气后搅拌，或者曝气搅拌交替进行；其剩余污泥量可以在闲置阶段排放，也可在排水阶段或反应阶段后期排放。
可见，对于某一单-3BR来说，不存在空间上控制的障碍，只在时间上进行有效地控制与变换，即能达到多种功能的要求，非常灵活。
2 SBR法的五大优点2.1 工艺简单，节省费用原则上SBR法的主体工艺设备，只有一个间歇反应器(SBR)。
它与普通活性污泥法工艺流程相比，不需要二次沉淀池、回流污泥及其设备，一般情况下不必设调节池，多数情况下可省去初次沉淀的。
1985年Arora等人对加拿大、美国和澳大利亚等国的8个SBR法污水处理厂调查，其中只有一个处理厂设置调节池，另两个处理厂设初次沉淀池。
纵观污水人工生物处理各种工艺方法，象SBR法这样简易的工艺绝无仅有。
序批式活性污泥法工艺处理含盐废水动力学模型研究
Ｔｈ ｅ ｄ ｓ ｕ ｇ ｓ ｏ ｔ ｉ ｅ ｒ ｍ ｅ ｏ ｄ ｒ ｅ ｔ ｎ ａ ｋ ｏ ｎ ｃｐ ｌ ｓ ｅ ｔ ｒｔｅ ｔ ｎ ｌｎ ｎ ｏ ｓｉａ ｅ ｓ ｅ ｌ ｄ ｅ ｗａ ｂ ａｎ ｄ ｆｏ ｓ ｃ ｎ ａ ｙ ｓ ｔｌ ｇ ｔ ｎ ｆａｍｕ ｉｉ ａ ｉ ｗａ ｔ ｗａ ｅ ｒ ａ ｍｅ ｔｐ ａ ｔａ ｄ ｄ ｍｅ ｔｃ － ｔ ｄ ｂ ｒ ｄ ａｌ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ Ｎａ ｏ ｄ ｎ ｎ ｔ ｅ ｓ ａ ｔｕ ｒ ｃ ｓ ． ｒｎ ８ ａ ｓ ｏ ｏ ｓ ｉａ ｉ ｎ ａ ｄ ｓ ｅ ｄ ｐ ｒ — ｅ ｙ ｇ ａ ｕ ｌ ｉｃ ｅ ｓｎ Ｃ１ｌ ａ ｉ ｇ ｉ ｈ ｔ ｒ－ ｐ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｄｕ ｉ ｇ ２ ０ ｄ ｙ ｆｄ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ｔ ａ ｙ ｏ ｅ ａ ｙ ｃ ｏ
哈 尔 滨 １ ０ ９ ；． 市 水 资 源 开 发 利 用 （ 方 ） ５００２城 北 国家 工 程 研 究 中心 ， 吉林 １２１） ３０ ２
哈 尔 滨 １ ０ ９ ；． 北 电力 大 学 化 学 工 程 学 院 ， 林 ５００３东 吉
摘 要 为了实现含盐废水 序批式 活性污泥法（ Ｂ ） Ｓ Ｒ 工艺的启动 ， 用逐步提高废 水中 Ｎ Ｃ 浓度负荷 的方法对活性 污泥进行 采 ａＩ
１０９ ５ ０ ０；３ Ｓ ｈ ｏ ｆ ｈ ｍｉａ ｇｉｅｒｎ Ｎｏ ｔｅ ｓ ａ ｌ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ， ｌｎＪ ｌｎ １ ２ １ ） ． ｃ ｏ ｌｏ Ｃ ｅ ｃ ｌＥｎ ｎ ｅｉ ｇ， ｒｈ ａ ｔ Ｄｉｎ ｉ ｉｅ ｓｔ Ｊｉｉ ｉｉ ３ ０ ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ： Ｔｈ ａ ｃ ｌ ｅ ｕ ｎ ｉ ｇ ｂ ｔ ｈ ｒ ａ ｔ ｒ（ Ｂ ｅ ｌｂ ｓ ａ ｅ ｓ ｑ ｅ ｃｎ ａ ｃ ｅ ｃｏ Ｓ Ｒ）ｗａ ｐ ｌ ｄ ｆ ｒｔ ｅ ｔ ｇ ｓ ｎ ｈ ｔｃｓ ｌ ｉ ｓ ｅ ｔ ｒ ｓａ ｐ ｉ ｏ ｒ ａ ｉ ｙ ｔ ｅ ｉ ａ ｉ ｔ பைடு நூலகம்ａ ｔ ｗａ ｅ ． ｅ ｎ ｎ ｙ
活性污泥法的动力学方程讨论及数学模型研究
式 中， Ｓ为可降解 的溶解性 限制基质浓度 ， 为微生物浓度 ，
一
为最大 比生长速率 。Ｍ ｎｄ原来的关系式是根据基 质浓 ｏｏ
度较高和微生物 比较 年轻的条件下试 验结果 导 出的。由于 微生物都很年轻 ， 质又很丰富 ， 基 因此微生物繁殖速度很快 ，
上述 的结果基本上 是正确的 。虽 然 Ｍｏｏ ｎｄ是采用单 一基 质 和单一菌种做的试验 ， 但在后来学者 的研究 中 ， 混合基 质 对 和混合菌种的培养 ， ｏｏ 关 系式基本上 也是正确 的。所 以 Ｍ ｎｄ Ｍ ｎｄ 系式被广泛地应用于混合培养中。 ｏｏ 关
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行提供指导 。
关键词 活性 污泥法
底物浓度
溶解氧
微生物增长
动力学模型
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活性污泥法动力学模型研究进展和展望
! 11 ! 12 …… ! 113 ! ! …… ! 21 22 213 ， 表示每 != " =（ # 1 # 2 …… # 13 ） …… …… ! 81 ! 82 …… ! 813 种组分的表观转化速率。则， ・! 。 " =! 2$2$3$2 活性污泥 2 号模型 近 10 年的实践证明： ASM No . 1 是一种很有用的
2002 年 3 月 第 25 卷第 3 期
重庆大学学报 （自然科学版） （NaturaI Science Edition） JournaI of Chongging University
VoI. 25
No. 3
Mar. 2002
文章编号： （2002） 1000 - 582X 03 - 0109 - 06
2.2.3.3 出
［5， 6］
活性污泥 3 号模型
（ ASM No . 3 ） 于 1999 年 推 活性 污 泥 3 号 模 型 ， 不包括除磷过程， 该模型与 ASM No . 1 的区别 体现在： 采纳了有机物的贮存 - 代谢机理， 在细胞衰减 1） 方面沿用内源呼吸理论。假定 XSTO是异养菌生长的唯 一基质， 使模型大大简化。 将水解过程加以简化， 从而减弱了水解作用对 2） 耗氧速率和反硝化速率的控制作用。 综合考虑了环境条件对生物衰减过程的影响， 3） 将衰减过程细化， 使其更适应环境条件。 考虑到生物体自身氧化的同时伴随着其胞内贮 4） 存物的氧化， 并认为其氧化速率大于微生物自身氧化 速率。 在 ASM No . 3 中， 溶解性和颗粒性组分可以用 5） 而在 ASM No . 1 中， 0 . 45 m 膜过滤器很好的区分辨别， ! XS 可能会被留在滤出液中。 由于 ASM No . 3 刚推出不久， 它的准确性和实用 价值还需要通过大量实验和实际应用进行验证。
活性污泥法的反应动力学原理及其应用
活性污泥法的反应动力学原理及其应用活性污泥法（activated sludge process）是一种常见的生物处理废水的方法，广泛应用于污水处理厂。
它的反应动力学原理涉及到生物物理和化学反应过程，其应用可以有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。
接触氧化污泥法是将污水与活性污泥充分接触，通过氧化降解有机物。
在这个过程中，有机物首先被吸附到污泥团聚体的表面，然后被微生物降解。
微生物通过对有机物进行代谢，产生酶来催化有机物的降解。
反应过程中，溶解氧和微生物是限制因素。
溶解氧的供应主要通过曝气作用，污水中的氧被转移到活性污泥颗粒上，为微生物呼吸提供氧气。
间歇氧化污泥法是将污水与活性污泥进行间歇接触和氧化降解。
在间歇氧化污泥法中，活性污泥以混合液的形式存在，定期进入污泥沉淀池进行沉淀。
通过周期性地供氧和去除微生物产物，可以提高微生物的降解效率。
间歇氧化污泥法可以减小活性污泥容积，减少处理设备和设备的尺寸。
活性污泥法的应用非常广泛。
首先，它可用于去除污水中的有机物。
微生物通过分解有机物来获取能量，降解有机物为二氧化碳和水，从而达到去除有机物的目的。
其次，活性污泥法也可用于去除污水中的氮和磷。
氮有机物在细菌的作用下，先转化为氨氮，然后转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
磷则被微生物分离吸附到活性污泥中。
最后，活性污泥法还可用于去除重金属和其他有害物质。
然而，对于有害物质的降解程度则受到微生物菌群的结构和活性因素的限制。
除了以上应用，活性污泥法还可用于废水的预处理、提高水体的自净能力、生物氮除磷等。
此外，活性污泥法还可以与其他处理方法结合使用，如沉淀、过滤和气浮等，以更好地达到废水处理的目的。
总之，活性污泥法是一种基于微生物代谢的处理方法，通过微生物的作用和生物反应动力学原理，可以有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物，具有广泛的应用前景。
活性污泥法数学模型的发展与应用展望
活性污泥法数学模型的发展与应用展望作者：李满天阚宁张旭杨健荣来源：《绿色大世界》2010年第01期摘要:综述了活性污泥法污水处理数学模型自20世纪50年代以来的发展历程;从模型的机理、功能和应用等方面, 详细介绍了发展进程中具有重要意义的几种模型, 分析比较了各自的优点和不足,提出了今后活性污泥法模型和软件可能的研究方向和发展趋势。
关键词:废水;生物处理;活性污泥法;数学模型中图分类号:X11文献标识码:B文章编号:1005-569X(2010)01-0021-031 引言污水处理方法中,活性污泥法具有处理效果好、运行成本低等特点,成为控制环境污染的一项主要方法。
到目前为止,几乎所有的城市污水厂都使用活性污泥法,该法在环境工程中处于非常重要的地位。
近十多年来, 活性污泥法有了很大的发展,如: 氧化沟处理技术、生物脱氮除磷工艺(A/O 、A2/O)等,不仅能去除有机碳,还能同时去除营养物质氮和磷。
但在生物处理理论深度的发展上,却还做的远远不够,对生物处理的数学模型研究得也不够。
由于污水成分和活性污泥法处理过程的复杂性,必须加快开展数学模型的研究,从而更深刻地认识所研究的现象和规律。
数学模型有助于描述和理解活性污泥系统的反应过程,对设计提供理论上的指导。
模型有助于模拟活性污泥系统的动态变化和对各项水质指标的影响, 可以指导实际的生产运行。
将模型和控制理论及方法结合起来,就可按处理水质要求,达到优化运行的目的。
数学模型是一个具有重要理论意义和实用价值的重要工具。
活性污泥法数学模型研究,经历了从简单拟合实验数据到采用经典的微生物生长动力学模型,经历了根据废水生物处理过程的特性进行过程动态分析、探索辨识建模的发展过程,实现了以研究活性污泥工艺的动态过程,达到了系统高效率低能耗运行的目的,并开发出相应的商业化活性污泥软件。
2 活性污泥模型的发展2.1 传统的活性污泥模型传统的活性污泥模型研究始于20世纪50年代中期,其中具有代表性的有Eckenfelder等基于挥发性悬浮固体(Volatile Suspended Solid,VSS)积累速率经验公式提出的活性污泥模型,Mckinney等基于活性污泥全混假设提出的活性污泥模型,Lawrence、McCarty等基于微生物生长动力学理论提出的活性污泥模型。
活性污泥法除磷动力学研究
活性污泥法除磷动力学研究活性污泥法除磷动力学研究摘要：近年来，水污染问题日益严重，其中磷污染是水体富营养化的主要原因之一。
活性污泥法是目前处理废水中磷污染的一种常见方法。
本文通过实验研究，在不同条件下对活性污泥法除磷的动力学进行了探究。
实验结果表明，温度、PH 值、氧化还原电位以及污泥浓度等因素对除磷效果有着显著影响，了解这些影响因素对于提高除磷效率至关重要。
1.引言磷是生命活动中不可缺少的元素之一，但过量的磷释放到水体中会导致水体富营养化，引发诸多环境问题。
活性污泥法是一种高效、经济的废水处理方法，多用于处理含磷废水。
当前研究主要集中在优化活性污泥工艺、改进除磷效果等方面，探究活性污泥法除磷的动力学特性，对于提升处理效果具有重要意义。
2.材料与方法2.1 实验装置实验采用A/B/C反应器系统，每个反应器分别控制不同条件，A为常温常压系统，B为不同温度控制系统，C为不同pH值控制系统。
2.2 实验过程通过在反应器中投加磷酸盐溶液，控制不同的温度、pH值等条件下活性污泥的处理效果。
收集样品，进行COD测定、总磷测定、微生物分析等实验。
3.结果与讨论3.1 温度对除磷效果的影响实验结果表明，随着温度的升高，活性污泥中磷的去除率逐渐提高，但超过一定温度后，除磷效果开始下降。
这是因为在低温下，微生物的代谢速率较慢，导致活性较差；而在高温下，微生物过度繁殖会导致污泥结构破坏，进而降低除磷效率。
3.2 pH值对除磷效果的影响实验结果显示，pH值对活性污泥法除磷效果具有重要影响。
当pH值在一定范围内（通常为6-9）时，除磷效果较好；而当pH值超过此范围后，活性污泥中的微生物活性受到抑制，除磷效果下降。
这是因为pH值改变会影响微生物生长与代谢过程，进而影响活性污泥的除磷能力。
3.3 氧化还原电位对除磷效果的影响实验结果显示，氧化还原电位是影响活性污泥法除磷效果的重要因素之一。
氧化还原电位的不同，直接影响废水中磷的形态变化，进而影响除磷效果。
活性污泥法动力学模型的研究进展
活性污泥法动力学模型的研究进展[摘要]从模型的机理、功能等方面对活性污泥法动力学的微生物模型、传统静态模型和动态模型进行简要的介绍，并分析比较了各自的优缺点。
[关键词]活性污泥法模型ASM活性污泥法是废水生物处理中应用最广泛的方法之一。
起初对于活性污泥过程的设计和运行管理主要依靠经验数据，自20世纪50年代后期，Eckenfelder 等人基于反应器理论和生物化学理论提出活性污泥法静态模型以来，动态模型研究不断发展，已成为国际废水生物处理领域的研究热点。
但我国在该领域的研究尚处于起步阶段，与国际先进水平还存在很大差距。
1微生物模型1942年，Monod发现均衡生长的细菌的生长曲线与活性酶催化的生化反应曲线类似，1949年发表了在静态反应器中经过系统研究得出的Monod模型[1]：Monod模型实质上是一个经验式，是在单一微生物对单一基质、微生物处于平衡生长状态且无毒性存在的条件下得出的结论。
Monod模型的提出使废水生物处理的设计和运行更加理论化和系统化，提高了人们对废水生物处理机理的认识，进一步促进了生物处理设计理论的发展。
由于微生物模型描述的是微生物生长和限制微生物生长的基质浓度之间的关系，它是活性污泥法数学模型的理论基础。
微生物模型的不断发展和计算机技术的普及同时也推动了活性污泥数学模型研究的日趋深入。
2传统静态模型传统静态模型主要有20世纪50-70年代推出的Eckenfelder、Mckinney和Lawrence-McCarty模型，这些模型所采用的是生长-衰减机理[2]。
2.1Eckenfelder模型该模型提出当微生物处于生长率上升阶段时，基质浓度高，微生物生长速度与基质浓度无关，呈零级反应；当微生物处于生长率下降阶段时，微生物生长主要受食料不足的限制，微生物的增长与基质的降解遵循一级反应关系；当微生物处于内源代谢阶段时，微生物进行自身氧化。
2.2McKinney模型该模型忽略了微生物浓度对基质去除速度的影响，认为在活性污泥反应器内，微生物浓度与底物浓度相比，属低基质浓度，微生物处于生长率下降阶段，代谢过程为基质浓度所控制，遵循一级反应动力学。
活性污泥法水处理过程的反应动力学研究
活性污泥法水处理过程的反应动力学研究随着工业和城市化的发展，人们对于水的需求越来越高，同时，水污染也变得越来越严重。
为了保障人民健康和维护生态环境，水处理成为至关重要的问题。
活性污泥法是一种常用的水处理方法，也是较为有效的污水处理技术之一。
反应动力学研究是活性污泥法水处理过程的重要组成部分，本文将从反应动力学的角度探讨活性污泥法水处理的研究现状及未来发展趋势。
一、活性污泥法的工艺原理和优势活性污泥法是一种将生物技术应用于水处理的方法，主要利用微生物对污水中的有毒有害物质进行降解，从而实现排放标准的水质。
其中，活性污泥是通过让微生物在一定温度、pH值、搅拌条件下生长繁殖形成的。
该方法在研究和应用中不断地被改进和完善，现已成为一种稳定、节能、环保的高效水处理工艺。
活性污泥法具有的优势主要包括以下几点：1. 处理能力强。
活性污泥法能够同时处理多种污染物，将多种有机物转化为无机物，消除氨氮及硝酸盐等有害物质。
同时，活性污泥法的处理效率很高，可将有机物质降解至90%以上。
2. 适应性强。
活性污泥法可适用于多种污染物类型及浓度，适应性广泛。
通过调节污泥的数量、质量、新陈代谢和清除机能，能够处理不同种类何浓度的废水。
3. 运行费用低。
相比于其他的水处理工艺，活性污泥法的运行费用较低，并且处理效果稳定可靠。
此外，工艺过程中能够利用氧气和碳源，从而达到省能减排的目的。
4. 适用范围广。
活性污泥法可广泛应用于染料、电镀、造纸、农业等行业的水处理问题。
二、活性污泥法水处理过程的反应动力学研究活性污泥法经过多年的应用和研究，涵盖了处理剂量、污泥浓度、温度、pH 值、水质、紫外线辐照等众多因素。
其中，反应动力学研究最为重要。
反应动力学以重心反应动力学和区域反应动力学为主要研究方法，可以通过实验及建模进行研究。
重心反应动力学的研究方法主要基于化学反应速率法，以化学反应中活性物质的浓度为研究对象，将废水的水质状况与活性污泥的活动状况作为反应动力学的研究对象，在探讨废水对活性污泥的影响、污泥流出指数、反应动力学常数等方面有较为广泛的应用。
活性污泥数学模型研究进展
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。
活性污泥法研究进展
活性污泥法研究进展[摘要] 本文介绍了活性污泥法的基本流程、净化机理，阐述了活性污泥法的发展及演变，提出了其中的问题及未来展望。
[关键词] 活性污泥法处理发展1.引言活性污泥法[1]工艺是一种应用而行之有效的传统污水处理法，也是一项极具发展前景的污水处理技术，这体现在它对水质水量的广泛适应性，灵活多样的运行方式，良好的控制性，以及通过厌氧或缺氧区的设置使之具有生物脱氮、除磷的效能等方面。
活性污泥法工艺能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类也能被部分去除，类似的工业废水也可用活性污泥法处理。
自1914年开始至今，特别是近30年来，科技人员对其反应机理进行了广泛深入的试验研究，在环境工程微生物学、生化反应动力学理论方面取得了重大突破，彻底克服了以前人们在污水生物处理系统的设计和运行中因采用经验或半经验方法造成的盲目性，使活性污泥法的工程设计更加科学合理，同时能够较好地预测和指导系统的运行管理。
2.活性污泥法的基本流程活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成部分，见图1。
污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。
曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧气溶入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。
曝气设备不仅传递氧气进入混合液，同时起搅拌作用而使混合液呈悬浮状态（某些曝气场合另外设有搅拌设备）。
这样，污水中的有机物、氧气与微生物能充分进行传质和反应。
随后混合液流入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀中进行固液分离，流出沉淀池的就是净化水。
沉淀池中的污泥大部分回流至曝气池，称为回流污泥，回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。
曝气池中的生化反应导致微生物的增值，增值的微生物通常从沉淀池底泥中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行，从系统中排除的污泥叫剩余污泥。
剩余污泥中含有大量的微生物，排放环境前应进行有效处理和处置，防止污染环境。
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活性污泥法动力学模型的研究进展
[摘要]从模型的机理、功能等方面对活性污泥法动力学的微生物模型、传统静态模型和动态模型进行简要的介绍，并分析比较了各自的优缺点。
[关键词]活性污泥法模型ASM
活性污泥法是废水生物处理中应用最广泛的方法之一。
起初对于活性污泥过程的设计和运行管理主要依靠经验数据，自20世纪50年代后期，Eckenfelder 等人基于反应器理论和生物化学理论提出活性污泥法静态模型以来，动态模型研究不断发展，已成为国际废水生物处理领域的研究热点。
但我国在该领域的研究尚处于起步阶段，与国际先进水平还存在很大差距。
1微生物模型
1942年，Monod发现均衡生长的细菌的生长曲线与活性酶催化的生化反应曲线类似，1949年发表了在静态反应器中经过系统研究得出的Monod模型[1]：Monod模型实质上是一个经验式，是在单一微生物对单一基质、微生物处
于平衡生长状态且无毒性存在的条件下得出的结论。
Monod模型的提出使废水生物处理的设计和运行更加理论化和系统化，提高了人们对废水生物处理机理的认识，进一步促进了生物处理设计理论的发展。
由于微生物模型描述的是微生物生长和限制微生物生长的基质浓度之间的关系，它是活性污泥法数学模型的理论基础。
微生物模型的不断发展和计算机技术的普及同时也推动了活性污泥数学模型研究的日趋深入。
2传统静态模型
传统静态模型主要有20世纪50-70年代推出的Eckenfelder、Mckinney和Lawrence-McCarty模型，这些模型所采用的是生长-衰减机理[2]。
2.1Eckenfelder模型
该模型提出当微生物处于生长率上升阶段时，基质浓度高，微生物生长速度与基质浓度无关，呈零级反应；当微生物处于生长率下降阶段时，微生物生长主要受食料不足的限制，微生物的增长与基质的降解遵循一级反应关系；当微生物处于内源代谢阶段时，微生物进行自身氧化。
2.2McKinney模型
该模型忽略了微生物浓度对基质去除速度的影响，认为在活性污泥反应器内，微生物浓度与底物浓度相比，属低基质浓度，微生物处于生长率下降阶段，代谢过程为基质浓度所控制，遵循一级反应动力学。
并首次提出活性物质的概念，
认为在活性污泥中只有部分具有活性的微生物才对基质降解起作用。
虽然当时还无法直接测定活性物质，但这一概念的提出，为活性污泥模型的研究开拓了新的思路。
2.3Lawrence-McCarty模型
该模型最先将Monod方程引入废水生物处理领域，并且强调了细胞平均停留时间（泥龄）的重要性，由于细胞平均停留时间可以通过控制污泥的排放量进行调节，因此增强了其在实际应用中的可操作性，对实际的应用有指导价值。
上述的模型都对实际的生化反应系统作了很大简化，其区别主要在有机物降解速率的表达方程式和活性污泥组分划分的差别。
但是，由于这些模型只考虑了污水中含碳有机物的去除，而不能很好地预测在实际操作过程中存在的有机物浓度增加时，微生物增长速率变化的滞后效应以及不能预测有机物浓度降低时活性污泥过程的瞬变响应等现象，因此这些静态活性污泥模型虽然参数求解和计算过程相对简单，但无法精确地模拟废水处理中氧利用和微生物代谢的动态变化，不能很好地描述活性污泥系统的动态特性。
3活性污泥法动态模型
污泥法动态模型主要有3种：机理模型、时间序列模型和语言模型。
主要的机理模型有以下几种：
3.1Andrews模型
该模型提出了贮存-代谢机理，将系统中的微生物划分为活性生物体、储存物质和惰性代谢产物三个部分。
该机理认为在活性污泥过程中，非溶解性有机物和部分溶解性有机物首先被生物絮体快速吸附，以胞内贮存物XSTO的形式被贮存，然后再被微生物利用。
这一机理的引入，合理解释了有机物的“快速去除”现象，很好的预测了实际中观察到的底物浓度增加时微生物增长速度变化的滞后现象和耗氧速率的动态变化。
3.2WRc模型
该模型引入了存活-非存活细胞代谢机理，认为存活力并不是生物活性的先决条件，生物活性可因细胞破裂，酶的溢出而得到增强，相当大程度的生物活性是由这些非存活细胞提供的[3]。
非存活细胞的代谢作用使有机物的降解可以在不伴随微生物量增加的情况下发生，以此解释在采用Monod方程描述废水生物处理过程导致细胞浓度预测值偏高的原因。
3.3IWA模型
（1）ASM1模型着重于废水生物处理的基本原理、过程及其动态模拟，首次把氮的去除纳入模型，采用“死亡-再溶解”机理，体现了对代谢残余物的再利
用。
它不仅描述了碳素的氧化过程，还包括含氮物质的硝化与反硝化，但它的缺陷是未包含磷的去除。
（2）ASM2模型引入了聚磷微生物，将生物和化学除磷过程纳入模型中。
但由于至今对生物除磷的机理还未完全明了，模型中的应用还存在一些限制，发酵及厌氧水解过程对PAO超量摄磷的影响还需做进一步研究等。
（3）ASM3模型包括除磷过程，采纳了有机物的贮存-代谢机理，细胞衰减方面沿用内源呼吸理论。
假定XSTO是异养菌生长的唯一基质，使模型大大简化；将水解过程加以简化，从而减弱了水解作用对耗氧速率和反硝化速率的控制作用；综合考虑了环境条件对生物衰减过程的影响，将衰减过程细化，使其更适应环境条件；考虑到生物体自身氧化的同时伴随着其胞内贮存物的氧化，并认为其氧化速率大于微生物自身氧化速率。
4结语
尽管ASM系列还有使用限制及不足，但它们是活性污泥法数学模型发展的一个突破，为活性污泥法数学模型的发展和完善提供了一个科学平台。
ASM系列还不能说是很成熟的模型，尤其是ASM3还没有经过大量试验数据的检验，只有对活性污泥工艺的生化过程进行更深入的研究，并且在多个学科的共同努力下才可能产生更加令人满意的数学模型。
参考文献
[1]顾夏声.废水生物处理数学模式（第二版）[M].北京：清华大学出版社，1993.
[2]黄勇，杨铨大，王宝贞等.废水生物处理过程的结构化模型[J].中国给水排水，1992，8（6）：29-32.
[3]彭永臻，高景峰，隋铭皓.活性污泥法动力学模型的研究与发展.给水排水，2000，26（8）：15-19.。