1、3.废水生物处理系统数学模型n 3.1 概述n 3.2 活性污泥系统数学模型n 3.3活性污泥系统模拟软件的编写n 3.4活性污泥系统模拟软件的应用3.1 概述n 3.1.1废水处理系统简介n 3.1.2 活性污泥系统设计和管理n 3.1.3 活性污泥系统数学模型研究现状和意义图 3-1 废水处理工艺3.1.1废水处理系统简介格栅 沉砂一 沉池消毒 低效处理稳定塘曝气塘高效处理活性污泥生物滤池生物转盘二 沉池消毒三 级 处 理二 级 处 理一级处理预处理溶解性固体反渗透电解蒸馏有机物 活性炭 吸附悬浮物 化学絮凝 过滤除磷 化学沉淀脱氮硝化 -反硝化离子交换折点氯化吹脱OVERLAND污泥处理
2、生物处理浓缩、消化脱水、过滤离心、干化非 生物处理浓缩、调理脱水、过滤离心、焚烧进水出水 出水 出水污泥处置消毒混合液内回流曝气池缺氧 好氧二沉池污泥回流厌氧 缺氧 好氧污泥回流混合液内回流曝气池 二沉池图 3-2 A/O法工艺 图 3-3 A/A/O 法工艺回流污泥 剩余污泥进水曝气刷氧化沟 二沉池进水 反应 沉淀 排水 排泥1 2 3 4 5进水图 3-4 氧化沟工艺图 3-5 SBR工艺Fw = 0.2 0.4 kgBOD/(kgMLSSd)Fr = 0.4 0.9 kgBOD/( m3池容 d)污泥负荷法 ：泥龄法 ：Y = 0.4 0.8 （ 20 ， 有初沉池）；Kd =0.04
3、0.075 (20 )； 3.1.2 活性污泥系统设计和管理数学模型法 ：3.1.3 活性污泥系统数学模型研究现状和意义现状及发展n 1986年 IAWQ（ International Association on Water Quality） 组织南非、丹麦、美国、瑞士、日本五国专家，经 3年研究，推出去除污水中碳和氮的活性污泥 1号模型（ Activated Sludge Model N0. 1， ASM1）。n 1995年推出 ASM2和 ASM2d， 增加了生物除磷过程。n 1999年推出了 ASM3。意义n 优化设计 n 污水厂运行和管理n 新工艺开发n 科研和教学3.2 活性污泥系
4、统数学模型n 3.2.1 ASM1n 3.2.2 ASM2、 ASM2d、 ASM3n 3.2.3 二沉池模型n 3.2.4 活性污泥系统综合模型3.2.1 ASM1ASM1采用了 Dold等人 1980年提出的死亡 再生（Death-regeneration） 理论对单级活性污泥系统的碳氧化、硝化和反硝化三种主要生物学过程中的相关速率进行了定量描述。它采用了矩阵结构的表达方式，将污水中的组分依据生物反应特性划分为 13项，并将微生物的增长、衰减及水解等过程从呼吸过程中电子受体的角度划分为 8个过程，对每一个过程的速率描述采用双重 Monod模式。这种矩阵表达方式，使得模型结构简单，速率表达清晰，化学计量关系准确。目前欧美各国广泛使用的活性污泥各种设计及模拟软件均以此模型作为基础。 图 3-6 微生物反应过程机理底物 微生物 代谢残余物O2 CO2+H2O O2 CO2+H2O生长 衰减C： 内源呼吸理论A： 维持理论底物存活细胞非 存活细胞生长O2 CO2+H2O酶 反应代谢残余物衰亡O2 CO2+H2O？O2 CO2+H2O代谢残余物微生物不 溶底物不溶 贮存物贮存物质水解 死亡生长O2 CO2+H2OB： 死亡 再生理论
