基于活性污泥模型与工艺的溶解氧灵敏度分析

郭亚萍,王巧铃,邵晨佳,季增文,王士杰

(浙江工业大学 环境学院，浙江 杭州 310014)

活性污泥法是目前世界上应用最广泛的处理城市和工业废水的方法[1]，具有经济和操作简单的优点[2]。好氧活性污泥工艺的曝气系统能耗通常占污水处理厂运行能耗的45%～75%[3-5]，而溶解氧是影响曝气系统能耗的关键参数[6]。好氧池中溶解氧不足会导致好氧微生物代谢活性下降，影响出水水质；溶解氧过量会导致污泥沉降性能变差以及能耗过高[7]。目前，污水处理厂曝气系统主要采用开关控制和反馈控制，运行中存在能耗浪费的现象，因此需要构建溶解氧模型来精确控制好氧池中溶解氧。许多学者[8-10]研究了物理化学参数、几何参数和动力学参数等对氧体积传质系数的影响，并构建了相应的溶解氧经验模型。国际水协开发的活性污泥数学模型(ASMS)已被广泛应用于描述污水处理过程，是污水处理厂设计、操作和优化的有效评估工具[11]，其中，ASM2D模型在国内外应用较广泛。朱向东等[12]以ASM2D模型为基础，优化了高碑店污水处理厂脱氮除磷方案；Massara等[13]基于ASM2D模型研究活性污泥硝化反硝化和羟胺氧化过程，发现能较好地预测市政污水处理厂的N2O排放量；García-Usach等[14]基于ASM2D模型对污水处理厂聚磷酸盐累积生物的反硝化过程进行研究，进一步了优化生物除磷过程。

污水处理厂是大型非线性系统，好氧池中溶解氧不仅受到物理参数的影响，还受到活性污泥工艺结构、污水水质和微生物的影响[15]，因此在实践中必须根据特定情况进行灵敏度分析，确定关键因素构建溶解氧的生化模型以准确控制溶解氧。……