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A~2/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—浓缩过程动力学模型,通过一定的假设条件,提出了一种基于ASM2的二沉池改进模型,由此建立了基于A~2/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。