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摘要：随着活性污泥模型技术的发展，在实际工程中的应用逐渐增加。而目前有关活性污泥模型方面的专门人才培养严重滞后，培养人才的数量和质量远不能满足工程应用的需求。本文从活性污泥模型的教学目的、教学过程中的主要存在的问题、教学方法和要求等方面进行分析，提出建立有关活性污泥模型教学规范的建议。
关键词：活性污泥模型；教学；污水厂；模型校正
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）08-0042-02
一、简介
随着活性污泥模型在污水处理研究和工程应用中的不断普及，污水处理模型知识在实践中的需求也相应增加。而目前有关活性污泥模型的教学和实践需求相比较，也日益显得脱节。据笔者了解，目前国内高校大部分给排水专业缺乏专门系统的讲授这方面的知识，一般都是以概括性的介绍为主，缺乏针对性的教学。活性污泥模型在工程中的应用包括系统研究、操作优化、过程控制优化、污水厂方案选择等。不同的模型适用范围，对应着不同的模型复杂性，相应的教学要求也不一样。通过给学生讲解活性污泥模型，一方面可以为学生毕业以后熟练的利用模型进行有关工程实践打下基础，也可以加深在校时对专业知识的理解。目前针对给排水和环境工程专业的本科生活性污泥方面的教学尚无统一的意见，大部分高校以概括性的介绍为主。因此本文主要探讨如何在活性污泥模型在给排水和环境工程的专业学生中开展教学。
二、活性污泥模型教学目的
根据教学目的不同，活性污泥模型可以有不同的层次。目前来看，有关不同层次的模型所需要复杂程度和教学要求目前并没有统一的看法，因此本文将首先探讨活性污泥模型的教学目的。
1.教学演示。实际的实验能够帮助学生加深对书本知识的理解，然而在课堂上进行试验会受到很多条件的限制，数学模型此时可以作为对实际实验的部分替代，对此类模型应用来说，学生并没有参与到模型的建立、应用的全过程。这类模型应用的目的，并不是为了教学模型本身，而是为了对相关知识的理解。
2.系统模拟练习。主要是针对学生，在已经具备了活性污泥法处理污水的系统知识，可以利用模型来测试不同处理单元的组合配置以及操作条件对处理效果的影响。学生需要较为详细的了解对实际过程的模型表达，模型的参数选择、数值求解过程等。比如在IWA活性污泥的推荐报告里面，提出了不同的处理过程如好氧、厌氧、缺氧、水解等过程的数学模型表达，学生应当能够理解这些模型的基本假设、适用范围等，并且能够结合说需要模拟的组合处理单元，正确的用模型来表达这些处理单元。
3.模型的实际应用。模型的实际应用包括对新建污水处理厂的方案设计和旧污水厂的诊断改造，如初沉池的设计、膜生物反应器膜污染控制等。这方面的模型教学要求比较高，它需要学生能够将模型应用到实际的生产应用中，此目的一般需要通过学校教育和工作岗位培训结合起来才能够达到。
三、主要存在的问题
自從由国际水质协会活性污泥模型发布以来，已经由最初ASM 1号模型发展到如今的ASM3号模型，由原来的只能对有机物去除的模拟发展到可以对有机物、氮磷去除的同步模拟。在欧美国家的应用逐渐推广。在国内有关模型的应用也取得了较快的发展，有关活性污泥模型研究也取得了一定的成绩。在实际工程中也有初步应用，包括在污水厂的设计、改造和控制。目前存在的问题主要是有关活性污泥模型应用方面的人才严重不足，制约了模型在实际工程中的应用推广。因此有必要加强相关活性污泥模型应用人才的培养，根据市场需要，分层次的培养相关人才。
四、教学方法和要求
1.根据工程问题建模。要求学生能够根据实际的工程问题，采取合理的假设，运用商业软件或者通用软件，将工程问题转化成数学模型，并且对数学模型的参数进行有效的校正。要求学生具有一定的化学反应工程学基本知识，以及数值分析的能力。所建立的模型要尽可能的真实的反应所要解决的问题。并且运用模型时，充分考虑各种因素，应该能够认识到模型的简化和局限性，使得模型的应用能够保持在合理的假设范围内。
2.案例分析教学。通过一些典型活性污泥数学模型应用的案例分析，使学生快速掌握活性污泥模型的基本方法。使活性模型的学习和实际应用紧密的联系起来，并且激发学生的学习主动性，主动寻求案例分析中模型应用的缺陷，鼓励学生提出改进方案。
五、结论与建议
有关活性污泥的教学严重滞后于实际工程应用的需要，据笔者了解，目前绝大部分高校没有在本科生中开展活性污泥模型的教学。有关活性污泥模型人才的培养不能满足实际应用的需求。目前在国内尚缺乏标准化的教学规范，因此有必要就此问题进行深入的教学研究，尽快实行教学试点，得出行之有效、切实可行的教学方案。
参考文献：
[1]Henze，M.Activated Sludge Models-ASM1，ASM2，ASM2d and ASM3. IWA publishing，2002.
[2]Wu，J.，He，C.Experimental and modeling investigation of sewage solids sedimentation based on particle size distribution and fractal dimension. Int[J]. Environ. Sci. Tech.，2010，7（1），46.
[3]Wu，J.，He，C.，Jiang，X.，Zhang，M. Modeling of the submerged membrane bioreactor fouling by the combined pore constriction，pore blockage and cake formation mechanisms[J]. Desalination，2011，279（1-3）：127-134.
[4]Wu，J.，He，C.，Zhang，Y. Modeling membrane fouling in a submerged membrane bioreactor by considering the role of solid，colloidal and soluble components[J].Journal of Membrane Science，2012：397-398，102-111.
[5]刘大伟.活性污泥法污水处理基准仿真模型的开发及进展[J].中国给水排水，2007，23（20）：20-29.
[6]张代钧.活性污泥2号模型用于城市污水处理厂脱氮除磷改造的研究[J].环境科学学报，2003，23（3）.
[7]张波.初沉池取消后活性污泥工艺的功能强化与局限[J].中国给水排水，1996，12（2）：29-31.
[8]张园园.活性污泥2号模型在西安市邓家村污水处理厂的应用[J].水处理技术，2009，35（3）：113-119.
作者简介：吴军，扬州大学环境学院，讲师。
关键词：活性污泥模型；教学；污水厂；模型校正
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）08-0042-02
一、简介
随着活性污泥模型在污水处理研究和工程应用中的不断普及，污水处理模型知识在实践中的需求也相应增加。而目前有关活性污泥模型的教学和实践需求相比较，也日益显得脱节。据笔者了解，目前国内高校大部分给排水专业缺乏专门系统的讲授这方面的知识，一般都是以概括性的介绍为主，缺乏针对性的教学。活性污泥模型在工程中的应用包括系统研究、操作优化、过程控制优化、污水厂方案选择等。不同的模型适用范围，对应着不同的模型复杂性，相应的教学要求也不一样。通过给学生讲解活性污泥模型，一方面可以为学生毕业以后熟练的利用模型进行有关工程实践打下基础，也可以加深在校时对专业知识的理解。目前针对给排水和环境工程专业的本科生活性污泥方面的教学尚无统一的意见，大部分高校以概括性的介绍为主。因此本文主要探讨如何在活性污泥模型在给排水和环境工程的专业学生中开展教学。
二、活性污泥模型教学目的
根据教学目的不同，活性污泥模型可以有不同的层次。目前来看，有关不同层次的模型所需要复杂程度和教学要求目前并没有统一的看法，因此本文将首先探讨活性污泥模型的教学目的。
1.教学演示。实际的实验能够帮助学生加深对书本知识的理解，然而在课堂上进行试验会受到很多条件的限制，数学模型此时可以作为对实际实验的部分替代，对此类模型应用来说，学生并没有参与到模型的建立、应用的全过程。这类模型应用的目的，并不是为了教学模型本身，而是为了对相关知识的理解。
2.系统模拟练习。主要是针对学生，在已经具备了活性污泥法处理污水的系统知识，可以利用模型来测试不同处理单元的组合配置以及操作条件对处理效果的影响。学生需要较为详细的了解对实际过程的模型表达，模型的参数选择、数值求解过程等。比如在IWA活性污泥的推荐报告里面，提出了不同的处理过程如好氧、厌氧、缺氧、水解等过程的数学模型表达，学生应当能够理解这些模型的基本假设、适用范围等，并且能够结合说需要模拟的组合处理单元，正确的用模型来表达这些处理单元。
3.模型的实际应用。模型的实际应用包括对新建污水处理厂的方案设计和旧污水厂的诊断改造，如初沉池的设计、膜生物反应器膜污染控制等。这方面的模型教学要求比较高，它需要学生能够将模型应用到实际的生产应用中，此目的一般需要通过学校教育和工作岗位培训结合起来才能够达到。
三、主要存在的问题
自從由国际水质协会活性污泥模型发布以来，已经由最初ASM 1号模型发展到如今的ASM3号模型，由原来的只能对有机物去除的模拟发展到可以对有机物、氮磷去除的同步模拟。在欧美国家的应用逐渐推广。在国内有关模型的应用也取得了较快的发展，有关活性污泥模型研究也取得了一定的成绩。在实际工程中也有初步应用，包括在污水厂的设计、改造和控制。目前存在的问题主要是有关活性污泥模型应用方面的人才严重不足，制约了模型在实际工程中的应用推广。因此有必要加强相关活性污泥模型应用人才的培养，根据市场需要，分层次的培养相关人才。
四、教学方法和要求
1.根据工程问题建模。要求学生能够根据实际的工程问题，采取合理的假设，运用商业软件或者通用软件，将工程问题转化成数学模型，并且对数学模型的参数进行有效的校正。要求学生具有一定的化学反应工程学基本知识，以及数值分析的能力。所建立的模型要尽可能的真实的反应所要解决的问题。并且运用模型时，充分考虑各种因素，应该能够认识到模型的简化和局限性，使得模型的应用能够保持在合理的假设范围内。
2.案例分析教学。通过一些典型活性污泥数学模型应用的案例分析，使学生快速掌握活性污泥模型的基本方法。使活性模型的学习和实际应用紧密的联系起来，并且激发学生的学习主动性，主动寻求案例分析中模型应用的缺陷，鼓励学生提出改进方案。
五、结论与建议
有关活性污泥的教学严重滞后于实际工程应用的需要，据笔者了解，目前绝大部分高校没有在本科生中开展活性污泥模型的教学。有关活性污泥模型人才的培养不能满足实际应用的需求。目前在国内尚缺乏标准化的教学规范，因此有必要就此问题进行深入的教学研究，尽快实行教学试点，得出行之有效、切实可行的教学方案。
参考文献：
[1]Henze，M.Activated Sludge Models-ASM1，ASM2，ASM2d and ASM3. IWA publishing，2002.
[2]Wu，J.，He，C.Experimental and modeling investigation of sewage solids sedimentation based on particle size distribution and fractal dimension. Int[J]. Environ. Sci. Tech.，2010，7（1），46.
[3]Wu，J.，He，C.，Jiang，X.，Zhang，M. Modeling of the submerged membrane bioreactor fouling by the combined pore constriction，pore blockage and cake formation mechanisms[J]. Desalination，2011，279（1-3）：127-134.
[4]Wu，J.，He，C.，Zhang，Y. Modeling membrane fouling in a submerged membrane bioreactor by considering the role of solid，colloidal and soluble components[J].Journal of Membrane Science，2012：397-398，102-111.
[5]刘大伟.活性污泥法污水处理基准仿真模型的开发及进展[J].中国给水排水，2007，23（20）：20-29.
[6]张代钧.活性污泥2号模型用于城市污水处理厂脱氮除磷改造的研究[J].环境科学学报，2003，23（3）.
[7]张波.初沉池取消后活性污泥工艺的功能强化与局限[J].中国给水排水，1996，12（2）：29-31.
[8]张园园.活性污泥2号模型在西安市邓家村污水处理厂的应用[J].水处理技术，2009，35（3）：113-119.
作者简介：吴军，扬州大学环境学院，讲师。