ASM簡介
ASM(Activated Sludge Model)即活性污泥模型,是國際水質(zhì)協(xié)會(huì)(IAWQ)針對(duì)污水活性污泥法處理推出的數(shù)學(xué)模型。ASM是為了解決廢水生物處理設(shè)計(jì)和操作過程中的問題而推出的,主要目的是為了獲得最優(yōu)化的效果。ASM自從推出以來,得到了廣泛的應(yīng)用;其本身也在不斷地發(fā)展和完善,F(xiàn)在,這個(gè)系列模型已經(jīng)運(yùn)用到了各種污水處理工藝如接觸氧化、氧化溝、SBR等工藝中。
1987年,IAWQ推出了ASM1,這個(gè)模型包括了有機(jī)物氧化及硝化和反硝化的生物過程,由于這個(gè)模型能夠很好地模擬污水處理結(jié)果,所以得到了研究者的認(rèn)同。1995年,IAWQ推出了ASM2,它在ASM1的基礎(chǔ)上引入了生物除磷以及化學(xué)除磷的過程。1999年,IAWQ同時(shí)推出了ASM2d和ASM3。ASM2d 是對(duì)ASM2的進(jìn)一步完善,改正了ASM2中對(duì)磷聚集微生物(Polyphosphate Accumulating Organism,簡寫為PAO)的不恰當(dāng)描述。而ASM3是在總結(jié)和修正ASM1模型缺陷的基礎(chǔ)上提出的,采用了與ASM1不同的理論依據(jù),ASM3中同樣包括有機(jī)物氧化、硝化和反硝化,而沒有包括生物除磷。2001年,由負(fù)責(zé)建立ASM3的學(xué)者推出了EAWAG Bio-P模型,這個(gè)模型建立在ASM3基礎(chǔ)上,采用了ASM2d的一些觀點(diǎn),在ASM3的基礎(chǔ)上增加了生物除磷的過程,但不包括化學(xué)除磷。
ASM共有的特點(diǎn)在于將污水中的組分分為可溶性組分和顆粒性組分,其中可溶性組分包括溶解氧、堿度及大部分污染物,顆粒性組分包括微生物及部分污染物,應(yīng)用理論建立生物或化學(xué)反應(yīng)過程(基于莫諾特方程式)。在表達(dá)方面最主要的特點(diǎn)是采用矩陣形式來描述各組分在反應(yīng)過程中的變化規(guī)律和相互關(guān)系,這就簡化了反應(yīng)速率方程式的表達(dá),有利于計(jì)算機(jī)程序的編碼。ASM矩陣反應(yīng)速率中采用了“開關(guān)函數(shù)”的概念,用來反映環(huán)境因素改變而產(chǎn)生的抑制作用,可以避免那些因?yàn)榫哂胁贿B續(xù)特性的反應(yīng)過程在模擬過程中出現(xiàn)的數(shù)值不穩(wěn)定的現(xiàn)象;例如在反硝化反應(yīng)速率中加入一項(xiàng),其中為氧飽和速率常數(shù),為溶解氧濃度,當(dāng)溶解氧趨于0時(shí),此項(xiàng)為1,反硝化過程順利進(jìn)行,反之,當(dāng)溶解氧濃度增大到一定限度時(shí),此項(xiàng)趨近于0,反硝化過程停止。此外,研究者還可以根據(jù)理論發(fā)展及實(shí)際情況的需要對(duì)現(xiàn)有的ASM進(jìn)行反應(yīng)過程的增加或簡化,這無疑擴(kuò)大了ASM應(yīng)用的靈活性。
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