Модель активного ила
Модель активного ила — это общее название группы математических методов моделирования активного ила систем . Исследования в этой области координирует рабочая группа Международной водной ассоциации (IWA). Модели активного ила используются в научных исследованиях для изучения биологических процессов в гипотетических системах. Их также можно применять на полномасштабных очистных сооружениях для оптимизации, если их тщательно откалибровать с использованием справочных данных о производстве осадка и питательных веществ в сточных водах.
Примерно в 1983 году была сформирована рабочая группа Международной ассоциации по качеству воды (одна из ассоциаций, сформировавших IWA). Они начали создавать обобщенную структуру 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 минимально возможной и простой для представления, но при этом способной точно предсказывать биологические процессы. Через четыре года первая модель IAWQ, названная 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 : к ним относятся различные фракции ХПК, биомасса и различные типы питательных веществ, как органических, так и неорганических.
- описание динамических процессов : перечислены 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
[ редактировать ]До начала работы над ASM1 в 1983 году уже было около 15 лет опыта моделирования активного ила, хотя каждая исследовательская группа, работавшая над математическими системами активного ила, создавала свою собственную модельную структуру, несовместимую со всеми остальными. Таким образом, ASM1 послужил катализатором исследований и оказал большое влияние на моделирование активного ила.
ASM1 послужил основой для многочисленных расширений. [2] Эти расширения включают, например, более точное прогнозирование удаления азота и фосфора. Широко используемые расширенные модели включают ASM2, ASM2d и ASM3P. На момент публикации модели ASM1 уже использовалось биологическое удаление фосфора, хотя в то время этот процесс еще не был до конца понятен. Базовые знания о бактериях, удаляющих фосфор, были включены в модель ASM1, и параметры были соответствующим образом скорректированы. Таким образом, спустя 8 лет в 1995 году был опубликован ASM2.
ASM1 не включает ни роль организмов, накапливающих фосфор , ни взаимосвязь между биологическим удалением фосфора и удалением азота . Усовершенствованная версия ASM1, названная просто ASM2, была разработана для обеспечения биологического и химического удаления фосфора . По мере роста научного понимания в конце 1990-х годов ASM2 был расширен до ASM2d, главным образом за счет добавления бескислородного, а также аэробного поглощения фосфора.
Доступность
[ редактировать ]Модели активированного ила IWA обычно используются в существующих программах. Наиболее распространенными являются Biowin , GPS-X , WEST , STOAT , SIMBA# , SUMO и ASIM . Кроме того, существуют реализации Matlab , код Fortran в отчете COST 682 Benchmarking и код Modelica в библиотеке Modelica WasteWater .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Моделирование с использованием ASM1
- ^ Перейти обратно: а б Могенс, Хенце; Гуджер Вилли; Мино Такаши; ван Лоосдрехт Марк (2000). Модели активного ила ASM1, ASM2, ASM2d и ASM3 . Лондон: Издательство IWA. ISBN 1-900222-24-8 .