活性污泥一号模型参数影响的分析研究
1IAWQ活性污泥数学模型简介[工程类精品文档]
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1IAWQ活性污泥数学模型简介[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!IAWQ活性污泥数学模型简介为了鼓励环境科学家和工程师更广泛地把数学模型应用到废水生物处理系统的分析设计和运行管理中去，1983年，原国际水污染控制协会（IAWPRC）（国际水质协会IAWQ的前身）组织了南非、丹麦、美国等五国专家组成活性污泥工艺模型课题组来完成活性污泥处理系统数学模型的研究。
ASM课题组于1987年正式发表了技术报告，阐明了活性污泥1号模型（ASMNo.1）的主要特性。
它以矩阵的形式描述了污水中好氧、缺氧条件下所发生的水解、有机物降解、微生物生长、衰减等8种反应，模型中包含13种组分、5个化学计量系数和14个动力学参数[1].ASMNO.1自推出以来得到广泛应用，但它的缺陷是未包含磷的去除。
针对此问题，IAWQ专家组于1995年又推出活性污泥2号模型（ASMNo.2），它包含了磷的吸收和释放，增加了厌氧水解、酵解及与聚磷菌有关的4个反应过程。
因为生物除磷机理很复杂，所以ASMNo.2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.该模型提出了包含化学需氧量（COD）、氮和磷去除过程在内的综合性生物处理工艺过程动态模拟理论，它不是生物除磷模型的最终方案，而是一种折中方案。
1999年IAWQ专家组经过对1号模型应用中问题的修正，推出活性污泥3号模型（ASMNo.3）。
ASMNo.3不以水解作用为重点、引入有机物在微生物体内的贮藏及内源呼吸，以强调细胞内部的活动过程。
ASMNo.3与ASMNo.1中主要现象是相关的，如以城市污水为主的活性污泥系统中的氧消耗、污泥产量、硝化和反硝化，但ASMNo.2中的生物除磷在此不予考虑。
ASMNo.3包括13个组分，12个生化过程。
ASMNo.3仅考虑微生物转化过程，不包括化学沉淀，但基于ASMNo.2（包含磷的吸收和释放过程）所提供的信息，很容易加入该过程.结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
活性污泥1号模型进水含碳组分的虚拟仪器研究的开题报告
活性污泥1号模型进水含碳组分的虚拟仪器研究的开题报告一、研究背景与意义生物处理技术已经成为处理有机废水的主要方法之一，其中以活性污泥工艺最为成熟。
活性污泥工艺通过菌群的代谢将有机废水中的有机物质降解为无机物质和生物体，同时污泥颗粒形成了良好的吸附功能，对水中的悬浮颗粒、氨氮等有害物质也有一定的去除作用。
因此，活性污泥工艺广泛应用于化工、制药、食品等行业的废水处理中。
活性污泥工艺中，污泥的生物代谢过程是非常复杂的，特别是进水含碳组分种类繁多，影响因素复杂，难以完全模拟实验。
因此，开发活性污泥进水含碳组分的虚拟仪器，对于指导实际污水处理、优化处理工艺具有重要的意义。
二、研究内容本项目研究的是活性污泥1号模型进水含碳组分的虚拟仪器。
具体研究内容如下：1. 搜集活性污泥进水含碳组分的相关数据，并建立数学模型。
2. 基于数学模型，使用Matlab等数学软件实现污水中有机物质的物质平衡计算，并对每个有机物质的生物降解进行动力学拟合。
3. 建立虚拟仪器的框架，实现虚拟仪器的可视化界面设计，包括污水进水含碳组分的输入、生物代谢过程的模拟，以及污泥量、污泥特性等关键参数的输出。
4.进行实际数据对比分析，测试虚拟仪器的准确性和可靠性。
三、研究方法和技术路线本项目主要采用以下方法和技术路线：1. 搜集和整理活性污泥进水含碳组分的相关数据，建立数学模型。
2. 借用Matlab等数学软件的计算功能，实现化学平衡和生物降解动力学拟合等计算。
3. 使用C++等编程语言融合模型和计算程序，实现虚拟仪器的框架搭建。
4. 使用OpenGL等图形化编程技术实现虚拟仪器的可视化界面设计。
5.通过实验数据对比分析，评估虚拟仪器的分析准确度和可靠性。
四、预期成果1. 建立活性污泥1号模型进水含碳组分的虚拟仪器，并发表论文若干。
2. 填补活性污泥进水含碳组分虚拟化研究的空白，提供优化处理工艺的工具。
3. 扩展虚拟仪器的功能和适用范围，提供应用价值。
活性污泥1号数学模型(ASMI)中的组分
活性污泥1号数学模型(ASMI)中的组分
宋文清;杨海真
【期刊名称】《环境科学导刊》
【年(卷),期】2003(022)004
【摘要】活性污泥数学模型组分的鉴定对活性污泥1号数学模型的应用具有重要的意义.ASMI中的组分包括含碳组分、含氮组分、溶解氧和碱度.传统的组分可以直接用经典的测试方法获得.其余组分目前还没有统一的测定方法,试验测定方法分为生物方法和物理化学方法.
【总页数】3页(P17-19)
【作者】宋文清;杨海真
【作者单位】同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092;同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】X53
【相关文献】
1.活性污泥数学模型ASM1在工程设计中的应用(中) [J], 刘振江
2.活性污泥1#数学模型(ASM1)中的组分 [J], 宋文清;杨海真
3.活性污泥数学模型(ASM1)入流组分测定及应用 [J], 陈莉荣;彭党聪;于玲红
4.活性污泥数学模型入流组分测定及应用 [J], 陈莉荣;彭党聪
5.活性污泥数学模型在污水处理中的研究进展 [J], 徐承志;操家顺;罗景阳;吴瑒
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活性污泥数学模型ASM1在工程设计中的应用_中_
单位 mg/ L mg/ L mg/ L mg/ L
数量 30 120 30 —
项目 氨氮 硝态氮 TP PH
单位 mg/ L mg/ L mg/ L
数量 25 — 3. 0 6～9
颗粒性惰性 COD ( XI) 的组成部分 , 即 XNI = iN/ XD ・ XI 。其中 iN/ XD 为颗粒性惰性 COD 含氮比例 。
刘振江
摘 要 : 对于活性污泥数学模型 (ASM1) 在污水处理生物反应器设计上的应用方法进行了探讨 ,并列举设计实例对应用 方法作了介绍 ,以指导试验研究 、 工程设计或运行管理 。 关键词 : 活性污泥 ,数学模型 ,设计 ,应用 中图分类号 :X703 文献标识码 :A
4 计算例题
例1 用 ASM1 设计完全混合反应器 。
CODB = BODU
可降解有机氮 : S ND + XND = ONT - S NI - XNI = 10 - 1 . 5 - iN/ XD ・ X I = 8 . 5 - iN/ XD ・ XI 。 通常 ,可降解有机氮中溶解性有机氮比例与可降解 COD 中溶 解性 ( 快速) 可降解 COD 比例相同 。因此 :
因为 : X I + XS + XND = XI + XS + 0 . 388 ×( 8 . 5 - iN/ XD XI ) = 1 . 42 ・
VSS ,
所以 ,颗粒性惰性有机碳 :
XI =
1 . 5 BOD5 。
1 . 42・ VSS - XS - 0 . 388 × 8. 5 1 + 0 . 388 iN/ XD 1. 42 × 120 - 110. 8 - 0. 388 × 8. 5 = 55 mg/ L ; 1 + 0. 388 × 0. 06
在污水处理中活性污泥数字模型的应用
在污水处理中活性污泥数字模型的应用[摘要]在对活性污泥数字模型的具体内容进行论述的基础上，以某污水处理厂的实际运行工况为分析对象，验证了基于asm no.2模型的正确性，为污水处理实验室研究提供了参考。
[关键词]污水处理；活性污泥；处理模型中图分类号：x703文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0227-011、活性污泥数字模型活性污泥数字模型主要包括1、2、3号模型，即asm no.1～3。
它们都是建立在monod方程基础之上的，而且其中包含了大量的多维动力学参数方程以及各种化学计量系数，都是采用矩阵形式对污水处理过程中的生物反应进行分析。
在使用asm no.1、asm no.2进行实验分析的过程中，都需要建立在对应的条件下，例如都需要其ph值保持中性，并保持一定时间的恒定。
其中，asm no.1要求整个实验在稳定而恒定的温度之下进行；而由于高低温状态下聚磷菌paos所表现出的特性并不可知，为了保证活性污泥对磷的去除，因此asm no.2要求实验温度要控制在中等温度下，大概在10～25℃之间。
相对asm no.1，asm no.2最重要的变化在于其中的生物量根据具体反应过程进行了更加详细的划分，使得其浓度不能完全采用简单的分布参数xb，m来予以表示。
同时，为了达到生物除磷的作用，asm no.2还利用两个化学过程来模拟化学沉淀。
而asm no.3和asm no.1存在着较大的一致性，仅仅只是在废水特征化的过程中进行了比较详细的改动，侧重从水解过程转移到有机物的存储过程中。
在asm no.1中，由于必须利用活性污泥呼吸实验对可生物降解基质（cod）值进行估算，而呼吸实验的估算有必须依赖异养型菌类产率yh的值来进行。
所以，在asm no.3中cod 溶解性仅需要有惰性有机质和快速可生物降解基质构成。
而且asm no.3中惰性有机质占40%，而非asm no.1中的10%。
同时，asm no.3还通过利用0.45μm的滤膜技能型过滤，可以将溶液中的各种成分以及颗粒组分进行更好的区分。
基于活性污泥数学模型（ASMs）的污水处理系统不确定性分析研究进展
2017年第36卷第12期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·4651·化 工 进展基于活性污泥数学模型（ASM s ）的污水处理系统不确定性分析研究进展董姗燕1，2，李咏梅3，池春榕1，刘祖文1，2（1江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西 赣州 341000；2江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室，江西 赣州 341000；3同济大学环境科学与工程学院，上海 200092）摘要：活性污泥数学模型（ASM s ）在应用过程中由于未能充分考虑污水处理系统的不确定性而降低了其可靠性和决策的准确性，目前国内外对基于ASM s 的不确定性分析尚处于研究的初级阶段。
本文概述了不确定性分析的两种常用方法，介绍了污水处理系统中基于ASM s 的不确定性源的识别与分类、不确定性指标量化的研究现状，以及不确定性分析在污水处理厂优化设计、工艺改造等方面的应用。
指出不确定性源的识别与分类目前仍然没有规范统一的分类机制和识别方法，不确定性指标的量化是模型应用的关键环节，尚需开展深入研究和分析；污水处理系统的不确定性分析将是今后ASM s 应用和发展的研究重点，不确定性分析可以帮助研究者更好地了解和把握污水处理系统模拟预测结果的不确定性范围，从而可以进行有效的风险评估和提高决策支持过程。
关键词：废水；活性污泥数学模型；不确定性分析；参数识别；蒙特卡罗模拟中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）12–4651–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1014Research and development on uncertainty analysis in wastewatertreatment system based on activated sludge model （ASM s ）DONG Shanyan 1，2，LI Yongmei 3，CHI Chunrong 1，LIU Zuwen 1，2（1School of Architectural and Surveying & Mapping Engineering ，Jiangxi University of Science and Technology ，Ganzhou 341000，Jiangxi ，China ；2Jiangxi Provincial Key Laboratory of Environmental Geo-technology and EngineeringDisaster Control ，Ganzhou 341000，Jiangxi ，China ；3College of Environmental Science and Engineering ，TongjiUniversity ，Shanghai 200092，China ）Abstract ：For complex wastewater treatment systems ，uncertainty is their basic attribute ．Due to not fully consider the actual system uncertainty ，the reliability and decision accuracy of Activated sludge model （ASM s ）in the application process was decreased ．The complete model application should include the uncertainty analysis of the model ．At present ，the uncertainty analysis based on ASM s is still in its infancy ．Based on the limited literature data ，the research status on the identification and classification of uncertainty sources in wastewater treatment system and the quantification of model uncertainty index were analyzed. the application of uncertainty analysis in optimization design ，upgrading and control strategy evaluation of wastewater treatment plant were introduced ．It was pointed out that there is still no standard classification and identification of uncertainty sources. The quantification of uncertainty index needs further study and analysis ．The uncertainty analysis of wastewater第一作者及联系人：董姗燕（1978—），女，博士研究生，主要从事水和污水处理系统仿真研究。
ASM模型研究
国内外ASM模型研究进展摘要：ASM(活性污泥模型)是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的数学模型。
本文主要介绍了国内外活性污泥数学模型的研究现状及进展，包括活性污泥1号模型（ASM1）、BSM1模型、ASM-S模型、ASM-AS模型、活性污泥2号模型（ASM2）、活性污泥2d模型（ASM2d）、活性污泥3号模型（ASM）、FCASM3模型等。
对这些模型做了评价和比较，并对今后的研究方向提出了建议。
关键词：污水处理，好氧活性污泥，生物数学模型，活性污泥模型Progress in Activated Sludge Model Study at home and abroadShuangchun Yang,Xiaozhen Wang,Yi Pan,Dan Deng, Guobin Liu,Guian ZhangCollege of PetroChemical and environmental, Liaoning Shihua University, Fushun, 113001Abstract Activated Sludge Modeling is the mathematic model way, which describes complex biochemical reaction of micron germs and pollutants. In this paper research institution of Biological Mathematical Model of activated sludge in our country and abroad are reviewed, such as activated sludge model 1(ASM1), benchmark simulation model No.1 (BSM1), activated sludge model-secondary sedimentation tank (ASM-S), activated sludge model-aeration simplify (ASM-AS), activated sludge model 2 (ASM2), activated sludge model 2d (ASM2d), activated sludge 3 (ASM3) and fully coupled activated sludge model 3 (FCASM3). And activated sludge mathematical models are commended then the advices are proposed in this paper.Keyword Wastewater treatment, Aerobic activated sludge, Biological Mathematical Model, Activated sludge model0 引言据统计，十二五期间，全国87%的城市有建设污水处理厂的计划，这意味着将有约1500座规模在2万立方米/天以下的污水处理厂建成。
活性污泥1号模型在焦作市污水厂的应用研究
关 键 词 ：活性 污泥 ；数 学模型 ；氧 化 沟工 艺 ；能耗 中图分 类 号 ：Ｘ７ ３ １ ０ ． 文 献标识 码 ：Ｂ 文 章编 号 ：１７ ９ ９ （ ０ ８ ６— ７ ６—０ ６ ３— ７ ８ ２ ０ ）０ ０ １ ５
Ａ ｐｉａｉｎｏ ｅａｔ ａｅ ｌｄ ｅｍｏ ｅ Ａ Ｍ１ ｎＪａｚｏ ｐ ｌ ｔ ｆ ｈ ｃｉ ｔｄｓ ｇ ｄ ｌ（ Ｓ ）ｉ ｉｏｕ ｃ ｏ ｔ ｖ ｕ
０ 引 言
１６ ９ ７年 ，第 一 座卡鲁 塞尔 氧化 沟 在 荷 兰 成 功 实 施 ． 卡 鲁 塞 尔 氧 化 沟 具 有 脱 氮 除 磷 、运 行 简 单 、 处 理成 本低 等优 点 ．至今 ，已有 １ ０ ０多座 卡鲁 塞尔 氧化 沟在世 界 各地 建 成用 于 生活 废 水 和工业 废 水 ０
ｗａ ｔ ｗａ ｅ ｒ ａ ｍｅ ｔｐ ａ ｔ ｓｅ ｔ ｒｔｅ ｔ ｎ ｌ ｎ
ＬＩＤｏ ｇ —ｙ ｎ， ＹＡＮＧ ｏ —ｚ ｕ ｎ ａ Ｇｕ ｈｏ
（ｎ ｔｕｅｏ ｅ ｕｃｓ Ｅ ｖ ｏ ｍｅ ｔ Ｈ ｎ ｎ Ｐ ｌｔ ｈ ｉ Ｕ ｉ ｒ ｔ ，Ｊａｚ ｏ ４ ４ ０ ，Ｃ ｉａ Ｉｓ ｔｔ ｆＲ ｓ ｒ ＆ ｎｉ ｎ ｎ ， ｅ ａ ｏ ｅ ｎｃ ｎｖ ｓ ｙ ｉｏｕ ５ ０ ３ ｉ ｏ ｅ ｒ ｙｃ ｅｉ ｈｎ ）
第２ ７卷 第 ６期
２０ ０ ８年 ｌ ２月
河南理工大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ＯＵＲＮ ＡＬ ＯＦ ＨＥＮ ＯＬ Ｔ ＨＮＩ Ｉ ＲＳ Ｙ （ ＡＮ Ｐ Ｙ ＥＣ Ｃ ＵＮ ＶＥ Ⅱ’ ＮＡＴ ＲＡＬ Ｓ Ｉ ＮＣ Ｕ Ｃ Ｅ Ｅ）
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ． １２ ６
ｅ ｅ ｎｄ ＤＯ ， ｗｅ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｏ ｈ ｉ ｕ ａｉｎ． Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ｅａ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｒ ｕｇ ｓｍ ｌｔｏ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｓｍｕｌｔｏ ｎ ｌ ｓｓ ｆ ｔ ｅ ｕ ｎ ｎ ｅ ａｉｎ ａ ａｙ ｉ ｏ ｈｅ ｆ ｅ ｔ ｕ ｄ ｒ ｌ ｄｆｅ ｅ ｔｃ ｎ ｉｉｎ，ｔ ｅ ｉ ｅ ｌ ｗｈ ｃ ｐ ｒ ｔｎ ａ ａ ｅｅ ｓａ ｅ ｔ ｅ ｒ ｔｏ ｏ ｎ ｘｅ ｚ ｎ ｎ ｅ ａ ｉｎ ｚ ｎ ｆ１ ｉ ｒ ｎ ｏ ｄ ｔｏ ｆ ｈ ｄ ａ ， ｉｈ ｏ ｅ ａ ｉ ｇ ｐ ｒ ｍ ｔｒ ｒ ｈ ａｉ ｆａ ｏ ｉ ｏ ｅａ ｄ ａ ｒ ｔ ｏ ｅ ｏ ： ｏ ２， ｍｉ ｔ ｒ ｉ ｉ ｉｃ ｍｆｕ ｎｅ ｒ ｅ ｔｏ ０ ｘ ｕ ｅ ｌｑｕｄ ｃｒ ｕ ｌ ｅ ｅ ｐｅ ｃ ｎ ｆ２ ０％ ，ｔ ｅ ＤＯ ｏ ｅ ａｉｎ ｚ ｎ ｆ３． ｇ ｅ ｐｅ ｔｖ ｌ ｒ ｕ ｈ ｆａ ｒ ｔｏ ｏ ｅ ｏ ０ ｍ ／Ｌ ｒ ｓ ｃｉ ｅｙ ａ ｅ ｐ ｔ ｆ ｒ ｒ ． Ｕｎｄ ｒｔ ｉ ｏ ｄ ｔｏ ｏ ｗａ ｄ ｅ ｈ ｓｃ ｎ ｉｉｎ， ｔｅ ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｍ ｐ ｉｎ ｉ ｅ ｕｃ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｐ ｃ ｔ ｇ ｉ ｓ ｈ ｃ ｏ ｄ ｉ ｉ ｈ ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｕ ｔｏ ｓ ｒ ｄ ｅ ｎ ｈ ａ ａ ｉ ａ ａｎ ｔｓ ｏ ｋ ｌ ａ ｓ ｎ— ｙ
基于ASM1活性污泥污水处理过程的建模与控制问题研究
基于ASM1活性污泥污水处理过程的建模与控制问题研究活性污泥污水处理过程采用脱氮除磷的化学方法减少污水中的氮化合物,从而达到净化污水的目的。
一般工业污水处理上采用A/O工艺进行脱氮除磷过程,A/O工艺装置由两个厌氧池和三个好氧池、一个二沉池、一个外回路以及一个内回路共同组合而成。
本文在国际标准BSM1模型的基础上,研究了活性污泥污水处理过程的数学建模与控制器设计问题。
首先总结了污水处理技术的国内外研究现状,分析了污水处理控制策略。
然后介绍了BSM1仿真模型的搭建过程,其中包括厌氧池仿真平台搭建、好氧池仿真平台搭建以及二沉池仿真平台的搭建。
根据Monod方程给出了ASM1模型13种组成成分所满足的微分方程组,并依据13维的微分方程组搭建起BSM1模型的Simulink仿真平台,为污水处理控制问题分析奠定基础。
其次,根据搭建起的BSM1仿真模型,设计了污水处理的PID控制器。
首先选取研究对象为第一个好氧池Tank 3,选取被控变量和输入变量分别为出水溶解氧浓度和入水溶解氧浓度,分析了控制器的性能指标要求,并根据该指标要求设计了连续PID控制器。
然后按照传统PID控制器参数的整定方法,给出连续PID的时间参数。
针对活性污泥污水处理系统存在的大时滞现象,设计了污水处理数字PID控制器。
分别采用两种方式来搭建数字PID模型,一种是采用Simulink模型中定义的数字PID控制模块,另一种是编写S-Function程序来模拟数字PID控制器工作,并将自定义的数字PID控制模块嵌入到Tank 3模型中去以实现相应的控制效果。
然后,考虑到BSM1模型具有的强非线性和强耦合性的特点,基于模糊理论建立了系统的模糊控制模型,为便于分析,将模型进行相应的处理得到简化的10维状态空间模型。
在分析该模型的可观性和可控性的基础上,通过一个等效传递函数的状态空间模型,对其进行状态空间反馈控制器设计从而获得的理想的出水溶解氧浓度曲线。
活性污泥数学模型
♦ 对于微生物，其浓度用COD（mg/L）表示；
♦ 对于氨氮（NH3-N），用N（ mg/L）表示，根据反应 NH3+2O2 HNO3+H2O，1g NH3-N相当于4.57g COD；
♦ 对于NO3—N，用N（ mg/L）表示，根据氧化还原反应， 在获得1mol电子时，需1/5mol NO3-或1/4mol O2，因此 1g NO3—N相当于2.86 g O2，即 2.86 g –COD；
−1
YH
1
− 1 − YH
YH
-iXB
SALK − iXh
14
工艺过程速率，ρj， （ML-3T-1）
µH
SS KS +
SS
SO KO,H +
SO
X
BH
1
异养菌的 2
− YH
1
缺氧生长
− 1 − YH 2.86YH -iXB
1 − YH 14 ⋅ 2.86YH
− iXH /14
µ A
SS KS +
♦ 微生物因为衰减而损失，假定衰减的结果是生 物体转化为慢速生物降解物XS和颗粒物Xp 。
♦ 由衰减生成的慢速生物降解物质可转化为用于 新细胞生长的物质。
♦ Xp对进一步的生物作用呈惰性。
（4）自养微生物（XB,A）
♦ 自养微生物（硝化菌）的繁殖是通过在 好氧条件下利用氨氮为能源，所需碳源 为无机碳化合物。
♦ 自养微生物因为衰减而损失，假定衰减 的结果是生物体转化为慢速生物降解物 XS和颗粒物Xp ，Xp对进一步的生物作用 呈惰性。
（5）生物衰减生成的颗粒产物XP
污水处理过程模型参数校正方法研究及应用
意义 。但是对于传统数 学建模方法也存 在模 型参
数众 多 ， 校 正 困难 的 问题 。国 内外 对 于 活性 污 泥 系
统这 样 的复 杂 非 线 性 系统 ， 参 数 校 正 有 两 种方 法 ，
一
种是手 动校 正 ， 一 种是 自动校 正 － ２ Ｊ 。手动 校 正 耗
时 长且结 果 重 现性 差 。但 是 自动 校 正并 非 可 以普
第１ ３卷
第２ １ 期
２ ０ １ ３年 ７月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０ １ ． １ ３ Ｎｏ ． ２ １ Ｊ ｕ ！ ．２ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ２ １ — ６ ３ ５ ４ — ０ ６
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ
④
２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
环境 科学
污水处理过程模型参数校正方法研究及应用
王 磊 ， ， 。 于广 平 ’ 苑 明哲 ，
（ 中国科学院沈阳 自动化研究所 ， 沈阳 １ １ ０ ０ １ ６； 广州 中国科学院沈阳 自动化研究所分所 ， 广州 ５ １ １ ４ ５ ８； 中国科学院大学 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ９）
摘
要
模型参数校正是决定污水处 理过程模 型应用 效果 的关键。提 出一套 基于 灵敏度 分析 的污水处 理过程 参数校 正方
法。选用基于活性污泥 １号模 型的 Ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ｍ ａ ｒ ｋ仿真平 台。首先通过此仿 真平 台得 出各个参数 的灵敏度信息 ， 建 立参 数灵敏度
数据集。然后将其用于某污水处 理厂所建模 型校 正工作 ， 校正 后的模型 出水 Ｃ Ｏ Ｄ和 总氮相对误 差均在 ５ ％ 以内。最 后利用 校正后 的模型对曝气进行 了优化 ， 节约 了处理能耗。方法 可用于 系统诊断和过 程参数优 化指 导， 以得 到半定量 的诊 断信 息，
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1_数学模型_ASM1_中的组分
新疆环境保护2003 ,25 (3) :17～19 Environmental Protection of Xinjiang活性污泥1 # 数学模型(ASM1) 中的组分宋文清,杨海真(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092)摘要:活性污泥1 # 数学模型(ASM1) 常常用于预测污水处理厂中的生物过程。
活性污泥数学模型组分的鉴定对活性污泥1 # 数学模型的应用具有重要的意义。
本文描述了在活性污泥1 # 模型(ASM1) 中污水组分的概念,以及组分鉴定的研究现状。
关键词:ASM1 组分;生物方法;物理化学方法中图分类号: X703 文献标识码:A 文章编号:1008 - 2301 (2003) 03 - 0017 - 03State Variables of Active Sludge Model( AS M1) . SON G Wen - qing , YAN G Hai - zhen( State Key Lab. of Pollution Cont rol and Resource Reuse , Tongji Univ. ,Shanghai 200092 ,China) . Environmental Protection of Xinjiang 2003 ,25 (3) : 17～19Abstract :Activated Sludge Model No. 1 (ASM1) is often used to predict the behavior of biological wastewater t r eat2 ment plants. Wastewater Characterization of state variables is critical for the application of the Model. In this paper a description is presented on conception of state variables and current research status of wastewater characterization. Key words :ASM1 ;state variables ;biological method ;physical - chemical method活性污泥1 # 模型(ASM1) 是1987 年由原国际水污染研究与控制协会IAW PRC ( 现名为国际水质协会, I AWQ) 推出的。
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。
活性污泥数学模型在污水处理中的研究进展
第50卷第5期2021年5月应用化工Appeoed ChemocaeIndusteyVoe.50No.5May2021活性污泥数学模型在污水处理中的研究进展徐承志1>2>3，操家顺1>2>3,罗景阳V%3，吴場1>2>3(1-河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京210098;2.河海大学环境学院，江苏南京210098；3-国河环境研究院(南京)有限公司，江苏南京211599)摘要:综述了活性污泥数学模型的发展历程以及应用现状，阐释了其在适应复杂多变的水质水量状况、实时展示模拟结果、节省人力物力投入等方面的优势，提出了建立进水组分测定统一标准、不确定性分析评估框架，以及优化模型工艺概化方式是当前主要的应用难点。
将为推动活性污泥数学模型在污水处理方向的研究,实现污水处理厂智能化管理的目标提供一定的参考和借鉴意义。
关键词:活性污泥数学模型;进水组分;不确定性分析；工艺概化中图分类号:TQ085；X703文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)05-1341-07Research progress of activated sludge modes application-neewagetreatmentXU Cheng-zhi，2,3，CAO Jia-shun1，2'3，LU0Jing-yang1,2'3，WU Yang1，2,3(1.Key Laboratoy of Intearated Rexu/tion and Resource Development on ShOWw Lakes，Ministry of Education，HohaoUnoeeesoty，Nanaong210098，Ch ona;2.Co e ge oNEn eoeonment，Hoha oUn oee es oty，Nanaong210098，Ch ona;3.Guohe En eoeonmenta eResea ech Instotute(Nanaong)Co.，Ltd.，Nanaong211599，Chona)Abstract:This paper mainly summaozes the development process and application status of activated sludge model.It exhibited great advantages on adaption of complicated water quality and quantity，display of real-time simulation results，and costs savings-However，the standard and uncertainty analysis of inOu-ents and evaluation frameworks，and tie process generalization of optimization model are currently the main diOicu/ies O astCming the wibe application of activated sludge model O sewage treatcent p/nts，which require further investigations-This study would provibe ceOain guidance on tie researches of activated sludge models to achieve the goal of intelligent management O sewage treatcent plants-Key words:activated sludge model;inOuent components；unceOainty analysis;process generalization目前，水资源短缺已经成为全国乃至全世界的严峻问题，各国目前不仅重视现有水资源的保护，也更加注重合理利用水资源[1]'自《水污染防治行动计划》发布以来，我国逐步从单一的水资源控制转变为全方位的水资源可持续利用，各省、市、区根据自身实际的水环境特性制定出相应的水污染防治保护政策，对污水处理提出了更高的要求(2B)'以太湖流域为例，江苏省于2018年5月出台了地方标准《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限制》(DB32/1072-2018)，相比于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，总氮出水提升至10mg/L以下，总磷出水提升至0.3mg/L以下，意味着污水处理厂需要对现有工艺进行改造或增设深度处理工艺，以满足更加严苛的排放标准⑷。
活性污泥数学模型有机物组分的测定研究_secret
活性污泥数学模型有机物组分的测定研究Assessment methods of COD fractions for modeling with ASMs摘要：有机物组分是活性污泥数学模型（ASMs）正确模拟的关键因素之一。
本研究在对不同的测试方法进行比选的基础上，提出了一套测定城市生活污水中有机物组分的方法。
在对上海市各大生活污水处理厂的初沉池出水进行测定后发现：对于不同的生活污水处理厂，各有机物组分占进水总COD的质量分数有所差异，因此，在将活性污泥数学模型应用到实际生活污水处理厂时，首先要对该厂的废水特性参数进行分析，以便获得准确的模型输入信息。
在本文的最后，对污水的成分进行了初步划分，希望通过测定污水中的蛋白质、糖类、脂肪以及其他物质，找到这些物质与ASMs模型有机物组分之间的关系，并得到了一些初步性的结论。
关键词：活性污泥数学模型、水质特性参数、测试方法水质特性参数是活性污泥数学模型（ASMs）的输入项，它与城市生活污水的性质有关。
不同的城市排水管道系统、不同的生物预处理方式、不同的经济发展水平、不同的生活习惯[1]等都会对其产生影响。
对于某个被模拟对象，如果直接采用模型默认的水质特性参数进行模拟是十分危险的。
而且，就目前来说，废水水质特性参数的测定并没有相应的标准方法可循，这也在一定程度上制约了活性污泥数学模型的进一步发展与应用[2]。
为此，有必要对城市生活污水的组分进行研究，建立一套完整、简便可行的测试方法，为ASM系列模型的研究与开发提供基础。
由于水质特性参数中的氮组分、磷组分以及碱度等都可以用标准方法进行测定，因此，本研究主要以有机物组分（COD组分）的测定展开。
1.有机物组分的测定研究根据ASM1对废水中有机物质的划分标准，以生物降解性为基础，将废水中的有机物质划分为易生物降解有机物S S、慢速生物降解有机物X S、溶解惰性有机物S I、颗粒惰性有机物X I以及异养菌X BH、自养菌X BA等[2]，相关的测定研究也是针对以上这些组分进行的。
IAWQ活性污泥数学模型目前存在的问题
IAWQ活性污泥数学模型目前存在的问题IAWQ活性污泥数学模型目前存在的问题综合国外近年来对模型的应用研究，已证实了ASMNo.1对于描述碳氧化、硝化和反硝化过程具有较强的模拟预测能力。
但是经过多年的实际应用，也发现ASMNo.1中存在着一些明显缺点[3]：①ASMNo.1中不包含氮和碱度对异养菌的限制因素，这样在某些情况下会出现负浓度（如铵盐等）。
②ASMNo.1中包括了可生物降解的溶解性有机氮（SNS）和颗粒性有机氮（XNS）。
在实践中，二者都不易测定，应将其从模型中删除。
③ASMNo.1中氨化反应的动力学难于定量化。
在应用ASMNo.1时，假定所有有机组分均为恒定组成，即恒定的N与COD质量比。
④ASMNo.1对颗粒性惰性有机物质按其来源将其区分为两类，即进水所含的XI和生物质衰减产生的XD，实际中，难于如此清晰地区分这两种组分。
因此ASMNo.3中将XD 和原ASMNo.1中的XI统一考虑为XI处理。
⑤在模型中细菌的死亡分解与水解和增长过程分为有机物储存，死亡，捕食和分解等阶段，从而使得相应动力学参数确实定变得非常困难。
⑥如果污水处理厂中易降解基质浓度较高时，在好氧和缺氧条件下可以观测到聚羟基烷酸PHAS（poly-hydroxy-alkanoates）（有时为糖原质-glyco-gen）的储存现象，但ASMNo.1中不包括这一过程。
⑦ASMNo.1认为好氧与缺氧条件下硝化菌的衰减速率是一样的，当固体停留时间（SRT）较长或缺氧池体积比例较高时，对最大硝化反应速率的预测就会出现问题。
除磷过程的参加给ASMNo.2模型的使用也带来了诸多限制。
例如模型没有考虑钾和镁对生物除磷的限制作用。
但是众所周知，钾和镁是PAOS中构成聚磷酸盐的两种重要阳离子。
这些阳离子的短缺会导致污泥中聚磷菌聚积作用的恶化，从而导致磷去除的明显降低。
据报道，亚硝酸盐和一氧化氮对生物除磷有抑制作用，但在模型中没有考虑这种影响。
运用活性污泥一号模型对缺氧——好氧生物废水处理工艺的模拟
运用活性污泥一号模型对缺氧——好氧生物废水处理工艺的
模拟
胡晓东
【期刊名称】《环境科学与管理》
【年(卷),期】2007(023)009
【摘要】随着污水生物处理技术的进步,很多相关的数学模型被开发出来用以描述污水生物处理工艺的机理,并指导其设计和运行管理.最为著名和应用广泛的当属国际水质协会(IAWQ)推出的活性污泥数学模型系列(Activated Sludge Model 1～3),即ASM模型.通过以反应器动力学为基础,使用活性污泥一号模型(ASM1)对缺氧-好氧生物废水处理工艺建立数学模型并且加以模拟的结果,得出了在不同的工况参数和反应条件(分别是污泥龄,缺氧池与好氧池的体积比,回流和内回流)下各级反应器中污染物质(主要是可溶性有机污染物,氨氮和硝态氮)浓度的变化规律,可以为实际工艺的设计与运行提供参考和依据.
【总页数】8页(P95-102)
【作者】胡晓东
【作者单位】东华大学,环境科学与工程学院,上海,201102
【正文语种】中文
【中图分类】X703.3
【相关文献】
1.厌氧-缺氧/好氧工艺与常规活性污泥法处理焦化废水的比较 [J], 何苗
2.缺氧曝气-好氧活性污泥法硝化效果试验研究 [J], 轩兴歧;张轶凡;聂英进;马劲;乌兰;叶菲
3.A/O系统中不同缺氧/好氧体积比对活性污泥沉降性能的影响 [J], 王杰;薛同来;彭永臻;杨雄;王淑莹;张健伟
4.缺氧—好氧活性污泥法处理氰化物和酚 [J], 刘永淞
5.有机负荷冲击对缺氧-好氧活性污泥系统的影响 [J], 彭赵旭;彭志远;田林青;张亚方;陈干
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活性污 泥一 号模 型参数 影 响的分 析研 究
王奕奕 杜 圣军 胡晓 东 ， ，
（． １ 杭州市环境监测中心站 ， 浙江 杭州 ３ ００ ２ 浙江省环境保护科学设计研究院 ， １０７；． 浙江 杭州 ３ ００ １０ ７； ３ 东华大学 环境科学与工程学院 ， ． 上海 ２０ ５ ） ００ １
刖 置
动 的变量 ； 何况有相 当部分 的参数 ， 以进行 比较 尚难 精确 的测定 。为 了尽 可 能保 证模 型运 用 的 可靠 性 ， 可采取“ 灵敏 度分析 ” 以此筛 选 出那些 对最 终模 拟 ， 效 果有较大影 响 的参数 ， 对 它们 进 行测 定或 者调 仅 整 ， 些对模 拟结果影 响甚微 的参数 ， 可以放心 而那 则 使用 推荐值 。 对某 参数进行灵 敏度分 析的做法是 固定其 他参 数 值保持 不变 ， 而将待 测 参 数上调 ， 调各 ％ ， 下 ０ 然
Ｈ 、 Ｋ 、ＨＫＨ Ｋ 和 Ｙ ｓｂ 、 、 ｘ Ｈ对 于出水 中有机物影响较大 ，Ｈ Ｙ 、＾ 、 ０ 、 Ｎ和 Ｙ ｂ 、Ｈｂ 、 Ｋ＾Ｋ Ｈ ＾对氮组分的影响较 大；Ｈ ｂ 和 Ｙ 对 硝 酸 盐 氮 降解 影 响较 大。 Ｈ
关键词 ： 活性污泥一号模型； 型参数 ； 模 灵敏度分析
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第３ ５卷第 ｌ期 ２１ ００年 １月
环境科学与管理
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摘 要： 自从 国际水质污染与控制协会（Ａ ） 出的活性污泥数 学模型 Ａ Ｍ 系列以来， Ｉ ＷＱ 推 Ｓ 活性污泥工艺中的动 力学过程得到了更精确的描述。通过对活性污泥一号模型（ Ｓ ） Ａ Ｍ１ 的诸多参数文献值进行 了分析研究 ， 中筛 从 选 出对模拟结果影响较 大的部分 ， 并做 出灵敏度 分析 ， 为模拟研 究和污水 处理 实际控制提供 帮助。研 究发现 、