基于ASM2的活性污泥法数学建模及模型参数校正

时间：2007-03-12 来源：浙江大学 住处科学与工程学院 作者：秦亚桐

摘 要：活性污泥法具有处理效率高、运行费用低的优点，是城市污水厂使用最多的工艺，但是活性污泥法的设计运行水平还非常依赖于经验。本课题研究的目的在于建立准确易用的活性污泥机理数学模型，用理论指导实践，减少对经验的依赖。

    目前，国内外学者对活性污泥法数学模型的研究主要集中在IAWQ组织提出的ASM1之上，对其随后提出的包含除磷效果的ASM2的研究几乎还是空白。然而，由于ASM1并没有包含磷的去除，在水体富营养化日趋严重的今天，这不能不说是一大遗憾。出于这种考虑，有必要对ASM2进行研究，建立适合具体工艺要求的ASM2简化模型。

    文中首先阐述了国内外活性污泥模型的发展与应用现状，逐一介绍了比较有影响力的机理模型、稳态模型和动态模型，并详细介绍了活性污泥脱氮除磷原理及污水处理A2/O工艺的发展过程。

    其次，详细讨论了活性污泥模型的简化方法，并推导出ASM2的过程动力学方程。同时基于固体通量理论和一维二沉池的各层的物料平衡，介绍了二沉池澄清一浓缩过程动力学模型，通过一定的假设条件，提出一种基于ASM2的二沉池改进模型，由此建立了基于A2/O工艺包含二沉池的ASM2模型，并进行了仿真分析。

    再次，为了能够真实准确的反映污水处理厂的运行工况，尽量降低模型模拟值与污水厂出水实际值之间的误差，对提出的改进模型进行了动力学参数灵敏度分析，通过灵敏度分析及温度影响分析，校正了模型的动力学参数，并提出了模型参数校正函数，使模型能够运用到实际污水厂自动控制之中。

    最后介绍了活性污泥工艺软件的发展现状及发展方向，并简单介绍了作者参与开发的一个活性污泥工艺软件。

关键词：污水处理；数学模型；活性污泥法；ASM2；A2/O工艺；二沉池；灵敏度分析；工艺软件

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