ASM（Activated Sludge Model）即活(huo)(huo)性污(wu)泥模型，是國際水(shui)(shui)(shui)質協會(hui)（IAWQ）針對污(wu)水(shui)(shui)(shui)活(huo)(huo)性污(wu)泥法處理(li)推出(chu)的數(shu)學(xue)模型。ASM是為了解決廢水(shui)(shui)(shui)生物(wu)處理(li)設計和操作過程中(zhong)的問題而推出(chu)的，主要(yao)目的是為了獲得(de)最優化的效(xiao)果。ASM自從推出(chu)以來，得(de)到了廣泛的應用；其本身也在不斷地(di)發展和完善(shan)。現在，這個(ge)系(xi)列模型已經運用到了各種污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)工藝如接觸氧化、氧化溝、SBR等工藝中(zhong)。

1．ASM發展概述

1987年，IAWQ推(tui)出(chu)(chu)了(le)(le)ASM1[1]，這個模(mo)型(xing)包括了(le)(le)有機物(wu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)及(ji)(ji)硝化(hua)(hua)(hua)和反硝化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)過(guo)程(cheng)，由(you)于(yu)這個模(mo)型(xing)能夠(gou)很(hen)好地模(mo)擬污水處理結(jie)果，所以得到了(le)(le)研究(jiu)者的(de)(de)(de)(de)(de)認同(tong)。1995年，IAWQ推(tui)出(chu)(chu)了(le)(le)ASM2[2]，它在ASM1的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)引入了(le)(le)生(sheng)物(wu)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)以及(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)學(xue)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。1999年，IAWQ同(tong)時推(tui)出(chu)(chu)了(le)(le)ASM2d[3]和ASM3[4]。ASM2d 是對ASM2的(de)(de)(de)(de)(de)進一步完善，改正了(le)(le)ASM2中對磷(lin)(lin)(lin)聚集微生(sheng)物(wu)（Polyphosphate Accumulating Organism，簡寫(xie)為PAO）的(de)(de)(de)(de)(de)不恰當描述。而(er)(er)ASM3是在總結(jie)和修正ASM1模(mo)型(xing)缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)，采用(yong)了(le)(le)與ASM1不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)理論依據，ASM3中同(tong)樣包括有機物(wu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)、硝化(hua)(hua)(hua)和反硝化(hua)(hua)(hua)，而(er)(er)沒有包括生(sheng)物(wu)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)。2001年，由(you)負(fu)責建立ASM3的(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)者推(tui)出(chu)(chu)了(le)(le)EAWAG Bio-P[5]模(mo)型(xing)，這個模(mo)型(xing)建立在ASM3基(ji)礎上(shang)，采用(yong)了(le)(le)ASM2d的(de)(de)(de)(de)(de)一些觀(guan)點，在ASM3的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)增加了(le)(le)生(sheng)物(wu)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)，但不包括化(hua)(hua)(hua)學(xue)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)。

ASM共有的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點在(zai)(zai)于(yu)將污水中的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)分分為(wei)可溶(rong)性組(zu)分和顆(ke)粒(li)性組(zu)分，其中可溶(rong)性組(zu)分包括溶(rong)解(jie)氧(yang)、堿度(du)及大(da)部分污染物，顆(ke)粒(li)性組(zu)分包括微生(sheng)物及部分污染物，應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)理(li)(li)論(lun)建立生(sheng)物或化(hua)學反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)過(guo)程（基于(yu)莫諾特(te)方(fang)程式）。在(zai)(zai)表達方(fang)面最主要的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點是采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)矩陣形式來描述各組(zu)分在(zai)(zai)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)規律(lv)和相互(hu)關系，這(zhe)就簡化(hua)了反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)速率方(fang)程式的(de)(de)(de)(de)(de)表達，有利(li)于(yu)計算機程序(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)編碼(ma)。ASM矩陣反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)速率中采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)了“開(kai)關函數(shu)”的(de)(de)(de)(de)(de)概念，用(yong)(yong)(yong)來反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)映環境(jing)因素改變而(er)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)抑制作用(yong)(yong)(yong)，可以(yi)避免(mian)那些因為(wei)具有不連續特(te)性的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)過(guo)程在(zai)(zai)模(mo)擬過(guo)程中出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)值不穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象；例(li)如在(zai)(zai)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)速率中加入(ru)一(yi)項(xiang)，其中為(wei)氧(yang)飽(bao)和速率常數(shu)，為(wei)溶(rong)解(jie)氧(yang)濃度(du)，當溶(rong)解(jie)氧(yang)趨于(yu)0時，此(ci)項(xiang)為(wei)1，反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)過(guo)程順利(li)進行(xing)，反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)之，當溶(rong)解(jie)氧(yang)濃度(du)增(zeng)大(da)到一(yi)定限度(du)時，此(ci)項(xiang)趨近于(yu)0，反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)過(guo)程停止。此(ci)外，研究(jiu)者還可以(yi)根(gen)據理(li)(li)論(lun)發展及實際情況的(de)(de)(de)(de)(de)需要對現(xian)有的(de)(de)(de)(de)(de)ASM進行(xing)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加或簡化(hua)，這(zhe)無疑擴大(da)了ASM應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)靈活(huo)性。

2．ASM對污水處理過程(cheng)的(de)描述

由于ASM建立在對(dui)微生物反應過(guo)程(cheng)(cheng)的描(miao)述之(zhi)上(shang)，所以(yi)對(dui)反應過(guo)程(cheng)(cheng)描(miao)述的不(bu)(bu)同也就導致(zhi)了(le)(le)模型表達的不(bu)(bu)同，而(er)其根本原因是采用(yong)了(le)(le)不(bu)(bu)同的理(li)論(lun)(lun)。ASM1、ASM2、ASM2d排除了(le)(le)傳統的維持（Maintenance）理(li)論(lun)(lun)和內源呼吸（Endogenous Respiration）理(li)論(lun)(lun)，采用(yong)了(le)(le)死亡-再生（Death Regeneration）理(li)論(lun)(lun)，而(er)ASM3、EAWAG Bio-P模型采用(yong)了(le)(le)內源呼吸理(li)論(lun)(lun)。

圖1是ASM1對(dui)模型(xing)(xing)反(fan)(fan)應(ying)(ying)過(guo)程的描述。可以(yi)看到，模型(xing)(xing)中(zhong)異養(yang)性微生(sheng)物(wu)和自(zi)養(yang)性微生(sheng)物(wu)（硝化菌）并不是完全(quan)分開的，即模型(xing)(xing)中(zhong)兩(liang)種微生(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的計算會相互影響(xiang)。ASM1包含了13種組分，8種反(fan)(fan)應(ying)(ying)過(guo)程。

ASM2中，認(ren)為PAO不能(neng)夠(gou)進(jin)行反(fan)硝化反(fan)應(ying)，而(er)(er)(er)許多研(yan)究發現部分PAO能(neng)夠(gou)在內(nei)源呼吸(xi)時利用硝酸鹽（亞(ya)硝酸鹽）氮，從而(er)(er)(er)發生(sheng)反(fan)硝化反(fan)應(ying)。ASM2d正是考慮到(dao)這一點而(er)(er)(er)在ASM2基礎上(shang)改(gai)進(jin)的。

圖2是(shi)ASM2d對模(mo)(mo)型反應過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)描述(shu)。可(ke)以看到，由于(yu)(yu)PAO的(de)(de)(de)(de)引入，模(mo)(mo)型變的(de)(de)(de)(de)格(ge)外(wai)復雜。為(wei)了方便計算，ASM2d認為(wei)模(mo)(mo)型中的(de)(de)(de)(de)異養(yang)性(xing)微生(sheng)物(wu)是(shi)“萬能”微生(sheng)物(wu)，它們能夠(gou)在好(hao)氧(yang)(yang)或兼性(xing)（反硝(xiao)化(hua)）狀態(tai)下(xia)生(sheng)長，也能夠(gou)在厭氧(yang)(yang)狀態(tai)下(xia)保持(chi)活性(xing)（發(fa)酵(jiao)）。此外(wai)，ASM1中的(de)(de)(de)(de)易(yi)(yi)生(sheng)物(wu)降解基質被可(ke)發(fa)酵(jiao)、易(yi)(yi)生(sheng)物(wu)降解有機基質和(he)(he)發(fa)酵(jiao)產物(wu)所(suo)代替；而ASM1中的(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒性(xing)及溶解性(xing)有機氮由于(yu)(yu)難(nan)于(yu)(yu)測量，極(ji)易(yi)(yi)轉化(hua)，所(suo)以除ASM1外(wai)的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)型均(jun)省略(lve)了這兩個組(zu)(zu)分，認為(wei)它們應該(gai)作為(wei)顆(ke)粒性(xing)慢速生(sheng)物(wu)降解基質中含(han)(han)量固定的(de)(de)(de)(de)部(bu)分，如果(guo)含(han)(han)量是(shi)變化(hua)的(de)(de)(de)(de)，需要增加附加的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)分和(he)(he)反應過(guo)程(cheng)。

由(you)于現(xian)(xian)在對(dui)生物除磷(lin)原理的(de)了解仍然不(bu)是很完善，所(suo)以(yi)(yi)ASM2d選擇(ze)了一(yi)(yi)個(ge)簡單的(de)模型對(dui)PAO進(jin)行描述，這個(ge)模型允許對(dui)生物除磷(lin)進(jin)行預測(ce)(ce)，但(dan)是沒有(you)包括所(suo)有(you)觀測(ce)(ce)到的(de)現(xian)(xian)象。所(suo)以(yi)(yi)，IAWQ建議將ASM2d作為以(yi)(yi)后模型發展的(de)基礎。ASM2d假設(she)PAO只能(neng)夠(gou)在好(hao)氧、兼(jian)氧條件下生長，只能(neng)利用細胞內部貯存(cun)的(de)有(you)機(ji)物質聚羥基烷酸（PHA）進(jin)行生長，這個(ge)假設(she)對(dui)于ASM2d來說(shuo)是一(yi)(yi)個(ge)很不(bu)利的(de)限(xian)制，可能(neng)需要以(yi)(yi)后進(jin)一(yi)(yi)步的(de)改進(jin)。

ASM2d包(bao)含(han)了(le)19種組分，21種反(fan)應過(guo)程。

圖3是(shi)(shi)ASM3對(dui)模型反應過(guo)程的(de)(de)描述。可以看到，模型中異養性微(wei)(wei)(wei)生物和自(zi)養性微(wei)(wei)(wei)生物（硝化菌）是(shi)(shi)完全分開的(de)(de)，即它們(men)的(de)(de)衰亡過(guo)程采用了兩個不(bu)同(tong)的(de)(de)方(fang)程，這(zhe)就避免了它們(men)的(de)(de)相互干擾。ASM3認為，貯存-內源呼吸(xi)能(neng)更好地描述微(wei)(wei)(wei)生物的(de)(de)衰亡過(guo)程，而不(bu)是(shi)(shi)像ASM1采用的(de)(de)水(shui)解模式。

ASM3包含(han)了13種組分，12種反(fan)應(ying)過程。

EAWAG Bio-P與同(tong)(tong)樣(yang)考慮了(le)生物除磷的(de)ASM2d不同(tong)(tong)，這(zhe)個(ge)(ge)模型忽(hu)略了(le)易生物降解基質的(de)發酵過程。這(zhe)個(ge)(ge)假(jia)設是建立在統計學模型分析和(he)研究結果基礎上(shang)的(de)，這(zhe)些成(cheng)果表明，典型的(de)市(shi)政(zheng)污水中，不存在發酵過程對釋磷過程的(de)限(xian)制性作用。對PAO的(de)描述方面(mian)，EAWAG Bio-P和(he)ASM2d主(zhu)要的(de)不同(tong)(tong)在于(yu)應(ying)用了(le)內源呼吸以及較(jiao)低的(de)兼氧衰亡速(su)率(lv)。由于(yu)PAO厭氧衰亡的(de)值很小，所以EAWAG Bio-P忽(hu)略了(le)這(zhe)個(ge)(ge)過程。

圖2中ASM2d對PAO的描述也基本(ben)適用(yong)于EAWAG Bio-P模型(xing)，只是水解過程(cheng)變(bian)成(cheng)了內(nei)源呼吸（產物(wu)(wu)僅為惰(duo)性(xing)顆(ke)粒(li)有機物(wu)(wu)），無(wu)發酵產物(wu)(wu)這一組(zu)分，不包括化學除磷(lin)過程(cheng)（可根據(ju)需要增加(jia)）。

EAWAG Bio-P包含了17種組分，23種反(fan)應過(guo)程。

3．ASM在(zai)SBR工藝中的(de)應用

自從IAWQ推出ASM后，就(jiu)不斷有研究者(zhe)將其應用(yong)到SBR工(gong)藝中。因為(wei)對于SBR這樣運行(xing)狀況多變(bian)的(de)(de)(de)(de)污(wu)水處理工(gong)藝，利用(yong)數學(xue)模擬的(de)(de)(de)(de)方法(fa)來進(jin)行(xing)輔助設計(ji)和優化(hua)控制(zhi)(zhi)是很(hen)有必要的(de)(de)(de)(de)，否則(ze)很(hen)難達到預期的(de)(de)(de)(de)設計(ji)目標[6]。SBR工(gong)藝與(yu)傳統的(de)(de)(de)(de)活性污(wu)泥工(gong)藝相比(bi)，應用(yong)ASM模型最大的(de)(de)(de)(de)不同之處在(zai)于必須對SBR中的(de)(de)(de)(de)時間控制(zhi)(zhi)以(yi)及(ji)容(rong)積的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)進(jin)行(xing)描述。

J Oles[7]等人應用(yong)ASM1對(dui)SBR工藝(yi)進行(xing)了模擬，他們(men)的研究表明，經過對(dui)模型(xing)中參(can)數的修(xiu)正，使(shi)之適用(yong)于SBR后，模型(xing)能夠很(hen)好地預測SBR操作過程中COD、氨氮(dan)、硝酸(suan)鹽氮(dan)的變(bian)化(hua)。

G Andreottola[8]等人采(cai)用(yong)了修正(zheng)的(de)(de)(de)ASM1對SBR工藝(yi)進行了動態模(mo)型的(de)(de)(de)研(yan)究和參數靈(ling)敏度分析，他(ta)們(men)將ASM1中(zhong)認為一(yi)步(bu)完成的(de)(de)(de)硝(xiao)化(hua)反應修正(zheng)為亞硝(xiao)酸(suan)鹽化(hua)和硝(xiao)酸(suan)鹽化(hua)兩(liang)個階段，引(yin)入了硝(xiao)酸(suan)鹽化(hua)的(de)(de)(de)開關函數，并采(cai)用(yong)最(zui)小(xiao)(xiao)二(er)乘(cheng)法對模(mo)型進行優化(hua)控制，以(yi)使排水中(zhong)的(de)(de)(de)氮濃度最(zui)小(xiao)(xiao)，他(ta)們(men)的(de)(de)(de)研(yan)究結(jie)(jie)果表明(ming)，修正(zheng)后的(de)(de)(de)模(mo)型能更好(hao)地模(mo)擬(ni)廢水處(chu)理的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果。

A Brenner[9]采(cai)用了修正(zheng)的(de)ASM2模型來(lai)模擬(ni)SBR工藝在處理市政污(wu)水(shui)(shui)時其中(zhong)N、P的(de)轉換情(qing)況，他同樣將硝(xiao)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)分為(wei)兩(liang)步，考慮到了游離(li)態(tai)氨氮(dan)的(de)積累，不過他認(ren)為(wei)自養(yang)性(xing)(xing)的(de)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)細(xi)菌可(ke)(ke)以同樣利(li)用亞(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽和硝(xiao)酸(suan)鹽進行反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)，這個現象發生(sheng)在進水(shui)(shui)混合期。對異養(yang)性(xing)(xing)微(wei)生(sheng)物(wu)也沒有再分為(wei)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)菌和非反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)菌兩(liang)類，而(er)是通(tong)過一個兼氧(yang)的(de)轉換系數來(lai)控制這兩(liang)種生(sheng)物(wu)的(de)反(fan)(fan)應(ying)的(de)起始(shi)。污(wu)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)惰性(xing)(xing)顆粒物(wu)質(zhi)的(de)產生(sheng)，他認(ren)為(wei)主(zhu)要來(lai)源于(yu)細(xi)菌的(de)衰(shuai)減，而(er)可(ke)(ke)溶性(xing)(xing)組分主(zhu)要來(lai)源于(yu)有機(ji)物(wu)的(de)水(shui)(shui)解；污(wu)水(shui)(shui)中(zhong)PAO的(de)生(sheng)長，主(zhu)要發生(sheng)在缺(que)氧(yang)進水(shui)(shui)階(jie)段。

Hong Zhao[10]等人對比了ASM2和(he)(he)ASM2簡化(hua)模(mo)型(xing)(xing)及神(shen)(shen)經(jing)(jing)網絡模(mo)型(xing)(xing)對SBR工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)模(mo)擬結(jie)果(guo)，他(ta)們的(de)(de)(de)研究結(jie)果(guo)表(biao)明：ASM2的(de)(de)(de)模(mo)擬結(jie)果(guo)能(neng)夠(gou)更好地(di)預(yu)(yu)(yu)測(ce)(ce)和(he)(he)解釋SBR特定運行(xing)狀態下的(de)(de)(de)運行(xing)數據，但是需要經(jing)(jing)常校正其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)系數；而ASM2簡化(hua)模(mo)型(xing)(xing)和(he)(he)神(shen)(shen)經(jing)(jing)網絡的(de)(de)(de)混合(he)模(mo)型(xing)(xing)能(neng)夠(gou)提高預(yu)(yu)(yu)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)準確度，模(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)魯棒性也增強了。所以他(ta)們建議，利(li)(li)用ASM2進(jin)行(xing)過程細節的(de)(de)(de)模(mo)擬，而利(li)(li)用混合(he)模(mo)型(xing)(xing)來進(jin)行(xing)在線預(yu)(yu)(yu)測(ce)(ce)和(he)(he)控制。

此外，還有很多(duo)人用(yong)(yong)(yong)針對SBR工藝(yi)特有的現象提出了相應的動力(li)學(xue)描(miao)述方程式(shi)。如A A Kazml[11]等人利用(yong)(yong)(yong)ASM2的基(ji)本思路，針對SBR脫磷過程中(zhong)系(xi)統中(zhong)存在(zai)的氮(dan)對脫磷反(fan)應的影響(xiang)建立了動力(li)學(xue)方程，可以(yi)用(yong)(yong)(yong)來修正ASM中(zhong)對這(zhe)一部分考慮的欠缺。他們還通過改(gai)變(bian)進(jin)水負荷觀(guan)察到了PAO的細胞內貯能(neng)產(chan)物PHA在(zai)反(fan)應中(zhong)起到的重要作用(yong)(yong)(yong)。他們的研(yan)究(jiu)證(zheng)明，當方程式(shi)中(zhong)的動力(li)學(xue)參數選擇合適(shi)時，模型的預測值與實驗值是吻合的。

S Marsill[12]等人采用了(le)(le)一個(ge)修(xiu)正(zheng)的(de)ASM2d模型并(bing)結合Matlab軟(ruan)件進行(xing)了(le)(le)SBR工藝的(de)仿真，同(tong)(tong)時(shi)(shi)利用模擬污水校準了(le)(le)其中(zhong)(zhong)的(de)一些反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)常(chang)數(shu)(shu)的(de)值，對SBR工藝中(zhong)(zhong)存在(zai)的(de)生(sheng)物(wu)增(zeng)強性除(chu)磷(lin)現象(xiang)也進行(xing)了(le)(le)研究。他(ta)們(men)在(zai)方(fang)程中(zhong)(zhong)用了(le)(le)亞硝化(hua)—硝化(hua)兩(liang)個(ge)種群細菌的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)來(lai)(lai)解(jie)釋硝化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)，而不象(xiang)ASM中(zhong)(zhong)那樣只采用了(le)(le)一個(ge)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)式(shi)，對反(fan)(fan)硝化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)也分為兩(liang)步進行(xing)，同(tong)(tong)時(shi)(shi)考慮(lv)到了(le)(le)游離態(tai)氨(an)氮的(de)積累(lei)對反(fan)(fan)硝化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)阻滯現象(xiang)。他(ta)們(men)對SBR中(zhong)(zhong)微生(sheng)物(wu)在(zai)好氧—厭氧交替(ti)運行(xing)下發生(sheng)的(de)增(zeng)強性生(sheng)物(wu)除(chu)磷(lin)現象(xiang)也進行(xing)了(le)(le)數(shu)(shu)學描述，并(bing)用了(le)(le)完(wan)全不同(tong)(tong)的(de)方(fang)程式(shi)來(lai)(lai)描述污水中(zhong)(zhong)PAO的(de)生(sheng)長情況。他(ta)們(men)的(de)實驗(yan)數(shu)(shu)據與理論預測非常(chang)接近。

J MIkosz[13]等人(ren)應(ying)用了(le)(le)SimWorkTM這種(zhong)為SBR處(chu)理廠的(de)(de)(de)運(yun)行而開發的(de)(de)(de)軟(ruan)件(jian)（核心采用了(le)(le)ASM）對某污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理廠的(de)(de)(de)運(yun)行進(jin)行了(le)(le)模擬(ni)。他們進(jin)行模擬(ni)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是為了(le)(le)獲得最(zui)佳的(de)(de)(de)SBR循環時(shi)間(jian)和反(fan)應(ying)階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)調整策略，讓系(xi)(xi)統在(zai)低溫（<10℃）情況下(xia)仍然保持(chi)較高(gao)的(de)(de)(de)硝(xiao)化效(xiao)果(guo)(guo)，但(dan)同時(shi)又不影響(xiang)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)反(fan)硝(xiao)化及(ji)生物增強性除磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)(guo)。經過對污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理廠反(fan)應(ying)常數的(de)(de)(de)校(xiao)準和動(dong)態模擬(ni)之后，他們找(zhao)到了(le)(le)最(zui)佳的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)狀(zhuang)況。污(wu)(wu)水(shui)廠的(de)(de)(de)運(yun)行結果(guo)(guo)顯示：當污(wu)(wu)水(shui)在(zai)低溫（6℃）下(xia)運(yun)行時(shi)，采用最(zui)佳的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)條件(jian)（時(shi)間(jian)序列控制），系(xi)(xi)統硝(xiao)化效(xiao)率(lv)(lv)可以提(ti)(ti)高(gao)50%~80%，生物增強性除磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)可以提(ti)(ti)高(gao)45%~75%，但(dan)是卻不影響(xiang)反(fan)硝(xiao)化的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)，總氮的(de)(de)(de)去除率(lv)(lv)仍然可以從原來的(de)(de)(de)70%提(ti)(ti)高(gao)到80%。

由(you)于SBR工(gong)藝具有(you)一定的(de)局限性(xing)，所以出現(xian)了很多基于SBR的(de)新工(gong)藝，如CASS、DAT-IAT、MSBR等。對于這些改良SBR工(gong)藝的(de)數學模型，也(ye)有(you)學者進行了研究。

L Novák[14]等人采用了(le)(le)ASM1對CASS工藝（尤其對于CASS中(zhong)的(de)(de)(de)生物選擇(ze)器）進行了(le)(le)模(mo)擬，他們的(de)(de)(de)模(mo)型可以(yi)描述反應(ying)器容積的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)以(yi)及生物反應(ying)的(de)(de)(de)過程，模(mo)擬廢(fei)水(shui)中(zhong)各(ge)種污(wu)染物的(de)(de)(de)動態變(bian)化(hua)(hua)。他們建議，為了(le)(le)取得更(geng)好的(de)(de)(de)模(mo)擬結果，需要(yao)考(kao)慮反應(ying)器的(de)(de)(de)水(shui)力學模(mo)型。

W Wu[15]等采用(yong)了(le)(le)(le)Dold模(mo)型（與ASM1類似）來模(mo)擬MSBR的(de)(de)運行，在模(mo)型中(zhong)綜合考慮了(le)(le)(le)脫氮與除(chu)磷的(de)(de)存在。他(ta)的(de)(de)模(mo)型中(zhong)引入(ru)了(le)(le)(le)6種缺氧活性污泥的(de)(de)代謝，其中(zhong)有一(yi)些和ASM2d中(zhong)的(de)(de)描述(shu)是一(yi)樣的(de)(de)，同(tong)時(shi)，他(ta)的(de)(de)模(mo)型中(zhong)采用(yong)了(le)(le)(le)更為詳盡(jin)的(de)(de)生(sheng)物反應階(jie)段的(de)(de)描述(shu)。其模(mo)擬結果表明，系(xi)統(tong)模(mo)擬的(de)(de)相(xiang)對誤差<2~3%，說明系(xi)統(tong)模(mo)擬的(de)(de)結果較可靠。

4．當前SBR污水處理(li)數學模型存在的(de)主要問(wen)題

盡管針對SBR污水處理(li)工藝已經(jing)有很(hen)(hen)多人提(ti)出的(de)(de)數(shu)學模型，也取得了很(hen)(hen)好的(de)(de)模擬結果(guo)，但是仍然存(cun)在(zai)一些問題：

（1） 研(yan)究者(zhe)建立的各種模型一般均是針(zhen)對(dui)傳統SBR工(gong)藝(yi)(yi)的，應用(yong)到改(gai)良SBR工(gong)藝(yi)(yi)中時有時需要很大的改(gai)變；

（2）對于SBR工(gong)藝脫(tuo)氮除磷的機理還沒有統一的完善認識，影(ying)響了模型(xing)正確(que)的建立；

（3）由于ASM本身的(de)(de)局(ju)限性，限制了建立的(de)(de)模型在(zai)工業廢(fei)水中(zhong)的(de)(de)應用；

（4）在應(ying)用數學(xue)模型進行(xing)輔助(zhu)設計、仿真優(you)化污(wu)水處理廠的(de)運(yun)行(xing)時(shi)，需要校(xiao)正很多參數，消耗大量的(de)時(shi)間和(he)精(jing)力(li)；

（5）根(gen)據(ju)我國(guo)目前污(wu)水(shui)(shui)處理廠的設(she)計、運行和水(shui)(shui)質監測水(shui)(shui)平，直接應用(yong)這些數學模型還是有(you)一定困(kun)難(nan)[16]，如何根(gen)據(ju)我國(guo)國(guo)情來建立合適的模型，仍然(ran)是一個問(wen)題。

5．結論

由(you)于(yu)可(ke)以對污水(shui)處理設施進(jin)行仿真模擬(ni)和優化(hua)控制(zhi)，ASM得(de)到(dao)了廣泛(fan)的(de)應用(yong)，尤(you)其對于(yu)SBR工藝(yi)這(zhe)樣具有明顯操作靈活性的(de)工藝(yi)而(er)言，應用(yong)ASM進(jin)行控制(zhi)可(ke)以得(de)到(dao)顯著的(de)脫氮除磷效果；但是由(you)于(yu)ASM本身的(de)局限性，在(zai)應用(yong)過程中仍然有很多問題，需(xu)要進(jin)一步(bu)的(de)研(yan)究。

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