ASM簡介
ASM(Activated Sludge Model)即活性污泥模型,是國際水質協會(IAWQ)針對污水活性污泥法處理推出的數學模型。ASM是為了解決廢水生物處理設計和操作過程中的問題而推出的,主要目的是為了獲得最優化的效果。ASM自從推出以來,得到了廣泛的應用;其本身也在不斷地發展和完善,F在,這個系列模型已經運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,這個模型包括了有機物氧化及硝化和反硝化的生物過程,由于這個模型能夠很好地模擬污水處理結果,所以得到了研究者的認同。1995年,IAWQ推出了ASM2,它在ASM1的基礎上引入了生物除磷以及化學除磷的過程。1999年,IAWQ同時推出了ASM2d和ASM3。ASM2d 是對ASM2的進一步完善,改正了ASM2中對磷聚集微生物(Polyphosphate Accumulating Organism,簡寫為PAO)的不恰當描述。而ASM3是在總結和修正ASM1模型缺陷的基礎上提出的,采用了與ASM1不同的理論依據,ASM3中同樣包括有機物氧化、硝化和反硝化,而沒有包括生物除磷。2001年,由負責建立ASM3的學者推出了EAWAG Bio-P模型,這個模型建立在ASM3基礎上,采用了ASM2d的一些觀點,在ASM3的基礎上增加了生物除磷的過程,但不包括化學除磷。
ASM共有的特點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,應用理論建立生物或化學反應過程(基于莫諾特方程式)。在表達方面最主要的特點是采用矩陣形式來描述各組分在反應過程中的變化規律和相互關系,這就簡化了反應速率方程式的表達,有利于計算機程序的編碼。ASM矩陣反應速率中采用了“開關函數”的概念,用來反映環境因素改變而產生的抑制作用,可以避免那些因為具有不連續特性的反應過程在模擬過程中出現的數值不穩定的現象;例如在反硝化反應速率中加入一項,其中為氧飽和速率常數,為溶解氧濃度,當溶解氧趨于0時,此項為1,反硝化過程順利進行,反之,當溶解氧濃度增大到一定限度時,此項趨近于0,反硝化過程停止。此外,研究者還可以根據理論發展及實際情況的需要對現有的ASM進行反應過程的增加或簡化,這無疑擴大了ASM應用的靈活性。
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