Активированный модель шлам представляет собой общее название для группы математических методов к модели активированного ила систем. Исследования в этой области координируются целевой группой Международной водной ассоциации (IWA). Модели активного ила используются в научных исследованиях для изучения биологических процессов в гипотетических системах. Они также могут применяться на полномасштабных очистных сооружениях для оптимизации при тщательной калибровке со справочными данными по образованию осадка и питательным веществам в сточных водах.
Примерно в 1983 г. была сформирована целевая группа Международной ассоциации по качеству воды (одна из ассоциаций, сформировавших IWA). Они начали создавать обобщенную основу для математических моделей, которые можно было бы использовать для моделирования активного ила для удаления азота. [1] [2] Одной из основных целей была разработка модели, сложность которой была бы минимальной и простой для представления, но все же способной точно прогнозировать биологические процессы. Спустя четыре года первая модель IAWQ под названием ASM1 была готова и включала базовую модель, учитывающую химическую потребность в кислороде (ХПК), рост бактерий и деградацию биомассы .
Модель активного ила состоит из:
- переменные состояния : они включают различные фракции ХПК, биомассу и различные типы питательных веществ, как органических, так и неорганических.
- описание динамических процессов : перечисляет различные моделируемые биологические процессы вместе с их формулами.
- параметры : переменные, которые описывают условия биологической системы, такие как скорость роста и распада, коэффициент полунасыщения для гидролиза и т. д.
История
До начала работы над ASM1 в 1983 году уже имелся 15-летний опыт моделирования активного ила, хотя каждая исследовательская группа, работавшая над математическими системами активного ила, создавала свою собственную структуру модели, несовместимую со всеми остальными. Таким образом, ASM1 стал катализатором исследований и оказал большое влияние на моделирование активного ила.
ASM1 послужил основой для многочисленных расширений. [2] Эти расширения включают, например, лучший прогноз удаления азота и фосфора. Широко используемые расширенные модели включают ASM2, ASM2d и ASM3P. На момент публикации модели ASM1 биологическое удаление фосфора уже использовалось, хотя в то время этот процесс еще не был полностью понят. Базовые знания о бактериях, удаляющих фосфор, были включены в модель ASM1, и параметры были соответственно скорректированы. Таким образом, через 8 лет ASM2 был опубликован в 1995 году.
ASM1 не учитывает роль организмов, накапливающих фосфор, или взаимосвязь между биологическим удалением фосфора и удалением азота . Усовершенствованная версия ASM1, названная просто ASM2, была разработана для биологического (и химического) удаления фосфора. По мере роста научного понимания в конце 1990-х ASM2 был расширен до ASM2d, главным образом за счет добавления аноксического, а также аэробного поглощения фосфора.
Доступность
Модели активного ила IWA обычно используются в существующих программах. Наиболее распространены Biowin , GPS-X , WEST , STOAT , Simba и SUMO . Кроме того , есть Matlab реализация , доступная для университетских исследователей, Fortran кода в отчете Бенчмаркинг COST 682 и Modelica коды в библиотеке Modelica СТОЧНЫХ ВОД .
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Моделирование с использованием ASM1
- ^ a b Могенс, Хенце; Гуджер Вилли; Мино Такаши; Ван Лосдрехт Марк (2000). Активный ил моделей ASM1, ASM2, ASM2d и ASM3 . Лондон: Издательство IWA. ISBN 1-900222-24-8.