ASM模型研究现状及在污废水处理中的作用

ASM模型研究现状及在污废水处理中的作用摘要:综述了目前ASM模型研究应用的现状。

分析探讨了ASM 模型在研究应用过程中存在的问题,认为目前限制ASM模型在实际污废水处理中应用的因素主要有模型参数多、参数测定方法复杂、标准不统一以及机理研究不够深入等几个方面。

关键词:ASM模型应用研究影响因素
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,国际水质协会(IAWQ)于1987、1995、1999推出了活性污泥模型ASM1、ASM2、ASM3水质模型。

我国在模型研究及应用方面起步较晚,本文从对ASM研究应用现状入手,对前人所作工作进行了分析总结,探讨限制ASM模型在实际应用中的主要因素,以期为该模型的推广应用提供帮助。

2 ASM模型研究现状
由于生物处理系统复杂、反应过程相互耦合、进水水质水量的波动及实际的运行控制手段等诸多因素的影响,使得经验模型未能详尽反映生化反应过程中各种变量之间的相互关系,用这种方法难以经济合理地进行工程设计,也难以指导实际工程的运行管理。

因此,开发精
确、灵敏、实用的活性污泥法数学模型已成为国内外专家和学者普遍关心的问题。

由于ASM模型中参数多,并且测定方法复杂、没有统一的标准使得活性污泥法数学模型在实际污水处理厂中的应用受到限制,人们试图寻找简化的模型以及简便的模型参数测定方法。

在优化模型参数测定方法方面,周雪飞等采用间歇活性污泥法和呼吸计量法测定活性污泥数学模型中异养菌产率系数,结果表明该方法准确性高,重现性良好。

[1]他同时通过研究提出一种快速确定进水溶解性COD中易生物降解部分SS的物理-化学方法。

将可通过0.45μm滤膜的胶体物质进行絮凝沉淀,然后再辅以质量良好的滤膜过滤,二者结合可有效测定SS值。

同时结果表明,絮凝方法和呼吸计量法所得出的结果具有较好的相关性。

李昀涛针对ASM1模型中水质COD 的四个组成部分的测定方法,采用了物理手段与生物手段相结合的方法。

忽略了进水中的微生物量,进而简化了参数的测定方法。

[3]陈莉荣介绍了活性污泥1号模型中含碳有机物的分析方法,并用这些方法测定了西安市北石桥、电子村2个排放口的城市污水水质。

实验结果表明快速可生物降解COD(SS)采用间歇实验法、慢速可生物降解COD(XS)采用测定BOD5间接计算法既操作简单又准确可靠。

[4] 在简化模型研究方面,邓科等从城市生活污水中的主要有机成分—蛋白质、糖类、脂肪三类物质出发,分别研究它们对水质特性参数的贡献情况,然后,通过实际污水厂进水实测值对模型进行拟合,得出
一个从糖类、蛋白质、脂肪浓度值估算出水质特性参数的模型。

并利用该模型水质净化厂进水进行了水质分析。

表明采用所建立的水质特性参数估算模型对城市生活污水进行模拟,模拟效果较好,相对误差小于20%。

[5]孙光伟在对序批式活性污泥法数学模型的研究中,根据宾馆饭店水处理系统的特点,对ASM1进行简化,不考虑硝化和反硝化,使其在该系统中既能真实的预测活性污泥的性能,又便于实现水处理过程自动控制。

[6]张永祥以ASM3原理为基础,引入污染物迁移方程,并加入位移变量,建立了基于ASM3的改进活性污泥模型模拟系统。

以序批式呼吸计量试验对ASM3中异养菌好氧产率系数、异养菌好氧内源呼吸速率系数、异养菌的最大比生长速率和自养菌的最大比生长速率等4个重要的模型参数进行了确定,其它参数采用IW A推荐的典型值对工艺试验进行模拟。

模拟结果和实测结果吻合较好。

[7]刘芳以ASM1为开发平台,建立了简化的活性污泥数学模型(ASM-CN),主要描述碳氧化和硝化过程,其中模型组分、反应过程和参数的数量都少于ASM1。

并且利用ASM-CN模型对实际城市污水厂的运行进行了动态模拟,结果良好。

[8]魏阿姝首先利用ASM3来模拟氨氮基本未被硝化的运行情况,出水COD、BOD、NH3-N的模拟值与实测值相差不大,采用了先进的ASM3模型对3个改造方案进行模拟,并建议将现有的曝气池以A/O方式运行,在不作重大改造和不明显削减处理能力的前提下而增强去除氨氮的功能,并减少改造投资及中试费用。

[9]
3 ASM模型在实际污废水处理中的应用
ASM模型在实际污废水处理中的应用主要体现在污废水处理工艺设计、工艺调试及处理工艺改造等三个方面。

模型的使用不仅为污废水处理工艺的设计提供了理论依据,同时也可简化设计过程。

可根据模拟结果选择运行条件,这样就可以有效的缩短调试周期。

在污废水处理工艺改造过程中,引入活性污泥处理模型,根据已有的数据,调整模型中的相关参数,在此基础上确定如何进行工艺改造。

由此可以为实际工艺改造提供理论依据。

4 结语
目前对于ASM模型的研究主要集中在在数学模型的改进、参数测定方法的优化以及计算机软件联合使用等几个方面。

但对于目前的研究对于模型参数的测定方法只是一个参考,没有统一的标准。

同时对于模型应用机理研究方面仍存在不足。

因此如何对模型的参数进行简化、优化模型参数测定方法并统一标准,以及和计算机软件结合使用方面,将是ASM模型研究应用中亟待解决的问题,这也将促进活性污泥法生物模型在实际中的推广应用。

参考文献
[1] 周雪飞,顾国维,张冰.活性污泥数学模型中异养菌产率系数
测定方法的研究[J].环境污染与防治,2006,28(7):493-495.
[2] 周雪飞,顾国维.ASMs中易生物降解有机物(SS)的物化测定方法[J].给水排水,2003,29(11):23-26.
[3] 李昀涛,隋军,周恭明.ASM模型中四个基质组分测定研究[J].四川环境,2004,23(1):92-93.
[4] 陈莉荣,肖作义,彭党聪.活性污泥1号模型含碳组分测定方法探讨[J].环境工程,2004,22(1):67-69.
[5] 邓科.城市生活污水有机成分与ASM水质特性参数关系研究:[硕士论文].同济大学.2006.
[6] 孙光伟,毛弘毅.序批式活性污泥法数学模型的改进[J].哈尔滨建筑大学学报,2001,34(4):37-39.
[7] 张永祥,宗金宇,秦景华.ASM3模型的改进和应用[J].江苏环境科技,2008,21(3):5-8.
[8] 刘芳,陈秀华,顾国维.简化活性污泥数学模型在城市污水厂中的应用[J].环境工程,2005,23(2):33-36.
[9] 魏阿姝,王金龙.ASM3在城市污水处理厂工艺调整中的应用[J].环境保护科学,2009,35(1):51-53.。