活性污泥模型应用经典20问

发布于：2022-09-26 11:12:26 来自：给排水工程/中水处理回用 [复制转发]

导读

相信大家在学习使用活性污泥模型（ASMs）时不免会有各种疑问，接下来，小编特意从《活性污泥模型应用指南》中摘录下来20个关于模型应用的问题，比如大家关注的：搭建模型需要多长时间？模型有啥用，如何节约成本？我能学会么，需要花多长时间？另外，还有一些关于模型使用的小技巧哦。

在进入问题前，先跟大家介绍下这本书：《活性污泥模型应用指南》，这个是中译本，英文原版为Guidelines for Using Activated Sludge Models，由IWA的GMP（Good Modelling Practice）课题组完成。顺便一提，比利时的MOSTforWATER公司是当时的赞助商之一，对该课题组的工作给予了重大支持，WEST就是这个公司开发的哦（后来被DHI收购）。

那么接下来开始进入问题：这次完全没有图，正经看问题~~~

如何将模型和传统的设计方法作比较？

答：世界上不同国家和地区对污水处理厂有不同的设计方法，特定的设计方法与不同参数设置的模型会有一些内在的差异。但这种差异不应该很大或者是不合理的。例如，水温为12℃，SRT为3d的运行条件下，没有任何一种设计方法和模型（参数设置合理）可以预测硝化过程，但是如果系统SRT为7d，在相同的条件下，任何一种模型或设计方法都可以预测该过程。

为什么模型使用COD做参数？

答：目前使用的模型（结构化的模型）遵从的一个基本原则就是质量守恒。这点对于磷不重要，对于氮相对容易，但是对于有机质来说，如果以VSS、TSS或者BOD的形式来衡量则是不肯能够实现的（因为这些均不能准确反映有机质的量）。COD是以氧单位来表示有机质的一种方法，并能与进水负荷、污泥产量和需氧量很方便的在质量守恒的基础上相互联系。

模型适用于工业废水处理么？

答：

在ASM系列模型中使用的方法和模型结果在某种程度上适用于工业废水处理，但是设定的默认参数值通常不适用。建模者应仔细考虑模型参数的设定是否合理。对于特定的工业废水，在设定模型组分、动力学参数以及化学计量学参数之前要进行实验测量。

相比于通量模型（一维）或CFD模型，什么时候应该使用简化的沉淀模型（理想或者点沉降）？

答：当平均出流和回流固体浓度满足模型的目标时，可选择简化的模型。如果出流固体、污泥层高度或回流污泥浓度的动态特性很重要，那么基于通量的模型可提供更准确的预测。这两种模型（简化模型）都不能很好的描述沉淀池的几何学信息，并不适用于沉淀池的细节设计，如挡板的布置或类似的设计，对于这些细节设计，应使用CFD模型。

模型是否能预测发泡、膨胀、丝状菌的生长以及污泥解体过程？

答：不能，这些过程在标准活性污泥模型中没有描述。但是，也有人尝试描述这些过程以扩展模型。

针对项目我应该选择哪个模型？

答：这个问题没有简单统一的答案——问题涉及很多方面，包括模型的特征和功能，使用者对模型或软件的熟悉程度，项目范围和目标，预算和可用的时间，所有这些问题都需要考虑。将问题缩小到技术方面，重要的是确保模型描述了项目需要覆盖的范围（如生物除磷项目中要求生物除磷模型，此时ASM1和ASM3就不满足要求）。同时，建模者对模型的熟悉程度，包括模型的性能和默认值都是重要方面。

什么时候需要动态模型，什么时候需要稳态模型就已经足够？

答：如果项目满足如下两个条件，稳态模拟是个好方法：即仅仅调查污水处理厂的长期运行性能，且污水处理厂的动态变化不显著（SBR系统和间歇曝气反应器是动态的，此时就不适合采用稳态模拟）。很明显，稳态模型不适合使用在污水处理厂中动态因素起到重要作用，如评估峰值曝气需氧量（鼓风机大小的选择）、日动态变化行为或者处理暴雨流量。

建模和取样需要多少费用？

答：对于目标明确且有限的小项目，如果不需要附加的数据收集工作，几天之内就可以完成。而对于大型污水处理厂的一个完整的工艺评估，则可能需要大量人力和数月的时间，同时可能需要大量附加的实验室检测和试验。

模型可以给我或者我的项目带来什么好处？是否可以为我省钱？

答：模拟确实需要成本，但是它可以为工艺设计提供更准确的信息，降低工艺失败的风险，并产生最有的运行模式。如果这些优势通过工程和运行时间成功转化为节省的成本，那么我们认为模型是可以省钱的（因为这是必须的）。

Q10

我如何判断模型已经校正了？

答：污水处理厂数据方面存在很大的变化，部分是由于取样、样品处理和分析的原因。因此，模型的预测不会比污水处理厂的数据更加精确。通常，与污水处理厂的化验分析数据保持在±（5%~15%）的差异，或出水组分浓度很低时，可达10%~100%，相差1mg/L也是可以接受的。

补充参考：对于实时在线模拟的精度一般可保持在20%以内（考虑水质水量的动态波动），而组分浓度低的时候，差异维持在相差1mg/L以内的范围。

Q11

我应该不断改变生物动力学参数或进水特征参数么？

答：确定进水特征参数是必须的（进水组分比例），因为它影响工艺，而且事实上不同国家和地区的进水在成分上有着显著的不同。城市污水的动力学参数我们已经很清楚，而且只有当污水处理厂运行不稳定、临界状态（超负荷）或者进水中可能含有有毒或抑制成分时，才需要重新进行评估。在建立模型的时候，应该在确定动力学参数之前先确定进水特征参数。

Q12

模型软件包之间的区别是什么？

答：所有的软件包都是基于相同的基本功能（求解微分方程），但是对于使用者来说，差别很大，可用的模型库、用户界面、用户化和技术支持的能力是选择合适软件包时需要考虑的一些关键因素。

P.S.说到这，小编不得不提一下，DHI在中国有单独的分公司，专业从事水相关的模拟业务，旗下针对污水处理工艺的模拟软件WEST就是一款很强大模拟工具。WEST是由 MostforWater公司开发，结合当今最新科技、用于模拟污水处理厂工艺的高级软件。MostforWater公司的前身是HEMMIS公司，组建于1990年，位于比利时的Kortrijk。2005年HEMMIS公司与DHI合作开发及销售WEST软件（后来DHI收购了整个WEST的技术开发团队）。