[发明专利]简化的污水处理过程活性污泥模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理技术，具体的说是一种简化的污水处理过程活性污泥模型。 

背景技术

近几年国内污水处理行业发展迅猛，无论从建设规模到设备水平都与国际接轨，但是我国污水处理行业的仪器仪表发展速度缓慢，污水处理企业的现场可测信息严重不足，一些关键水质指标无法在线测量，这不仅影响了自动控制系统优势的发挥，增加了现场技术人员的工作强度，同时由于水力停留时间较长，当前的出水水质指标只能反映水力停留时间(几小时或十几小时)前的工艺运行情况，无法作为反馈信息为当前的工艺参数设定提供指导，导致活性污泥不能在较优状态下运行。 

活性污泥数学模型是从表示基质消耗与微生物生长关系的Monod方程出发，结合化工领域的反应器理论与微生物学理论，对基质降解、微生物生长等各参数之间的数学关系做定量描述。从上世纪50年代开始，经过不断的发展，出现了很多优秀的活性污泥数学模型。在众多数学模型中，国际水协会(International Water Association，简称IWA)推出的活性污泥1号、2号、3号模型(Activated Sludge Model NO.1，NO.2，NO.3，简称ASM1，ASM2，ASM3)发展最成熟。尤其是ASM1模型，自发表以来受到国内外环境工程界的广泛关注，目前已成为活性污泥过程仿真和控制的重要理论基础，是影响最大、应用最广的模型之一。 

ASM1包括了碳氧化、硝化和反硝化过程，描述了污水中好氧和缺氧条件下所发生的有机碳水解、微生物生长和衰减等8个反应过程，模型还包含13种组分和19个参数。我国污水处理厂的测量能力不足，模型组份中除了溶解氧，其余的模型组份浓度均不能进行测量。尤其是国内的污水处理厂，基本上只能够测量COD(Chemical Oxygen Demanded，化学需氧量)、SS(Suspended Solid，固体悬浮物)、5日生化需氧量BOD5等常规水质分析指标。复杂的模型结构和众多的参数在一定程度上限制了模型的应用。限于污水处理厂的设计、运行水平和现场仪器仪表的水质检测能力，直接应用整套模型进行污水处理过程的系统仿真和出水水质预测具有一定的困难。因此，急需一种针对于我国污水处理行业特点，适用于我国污水处理企业的简化的污水处理过程活性污泥模型。 

发明内容

针对现有技术中污水处理过程存在的应用整套模型进行污水处理过程的系统仿真和出水水质预测具有一定的困难、污水处理厂一些关键水质指 标无法在线测量等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种适用于我国污水处理企业的简化的活性污泥模型。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 

本发明简化的污水处理过程活性污泥模包括以下步骤： 

对现有模型进行简化：结合我国污水处理厂的实际情况，以碳的氧化过程、参考出水COD作为出水是否合格的主要依据，对活性污泥1号数学模型ASM1模型进行简化，简化后的模型只包含7种组分、3个反应过程和8个参数； 

对简化后的模型进行数据转换：在污水处理厂的入水口，建立将常规水质分析指标转化为模型组分浓度的转换模型；在污水处理厂的出水口，建立将当前可知的出水组分浓度转化为常规水质分析指标的转换模型； 

模型修正：根据水温变化的幅度将一年分为四个阶段，根据Arrhenius公式对模型参数校正，得到简化的污水处理过程活性污泥模型。 

所述简化后的模型针对传统推流式活性污泥法处理工艺，仅考虑异养菌好氧条件下的碳氧化过程和颗粒性有机物的水解过程。 

所述现有模型根据IWA提供的benchmark数据文件，对进水COD浓度中含量低于1％的组成组分忽略不计。 

所述现有模型不考虑溶解氧、氮磷以及其他无机营养物对有机物去除及细胞生长和消亡的影响。 

所述7种组分为S_I、S_S、X_I、X_S、X_B，H、X_P、S_O。 

所述8个参数为：Y_H、f_P、μ_H、K_S、K_O，H、b_H、k_h、K_X。 

所述3个反应过程为异氧菌的好氧生长过程、异氧菌的衰减过程以及颗粒状有机物的水解过程。