资源描述：
《厌氧消化1号模型_ADM1_简介_周雪飞》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.2厌氧消化1号模型(ADM1)简介周雪飞,张亚雷,顾国维(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092)摘要:从生化反应过程和反应动力学以及物理)化学反应过程等方面对IWA的厌氧消化1号模型(ADM1)进行了概括性介绍,并通过具体实例给出了模型实现的途径和求解的过程。关键词:厌氧消化1号模型;解算器;无机碳中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2003)02-0085-0
2、31模型的由来为发生在更复杂的水解步骤之前。当原底物可用集厌氧消化的模型化是近几年来国际研究的焦中动力学和生物可降解力参数表示时也经常使用该点,1997年在日本Sendai举行的第八届厌氧年会上假设。复杂颗粒体集合被看作是死亡生物体分裂前首次被公开提出,1998年IWA成立了专门的课题的存在形式,因此分解包括一系列步骤,如分裂、非组来进行厌氧消化建模和模拟方面的研究,并于酶促衰减、相分离和物理性破坏(如剪切)等。2002年正式推出了厌氧消化1号模型(Anaerobic所有的胞外步骤都被假定为一级
3、反应,它是一DigestionModelNo.1,简称ADM1)。ADM1是一个反映多步骤过程累积效应的经验函数,其关键速个结构化模型,它对厌氧系统内的生化过程和物理率方程是底物吸收(是基于底物水平Monod形式的)化学过程进行了详细分析,明确划分了模型组分动力学)。生物生长隐含于底物吸收,生物衰减可用并建立了相应的反应动力学方程,从而实现了厌氧一级动力学来表达,死亡生物体以复合颗粒性物质消化的可计量性。形式保留在系统中。2模型过程生化方程是模型的核心,它能够描述一个厌氧211生化反应过程系统中
4、的主要反应。但是,为了表达物理)化学状ADM1包括产酸(发酵)、产乙酸(有机酸的厌氧态(如pH值和气体浓度)对生化反应的影响模型,氧化)和产甲烷、胞外(部分非生物的)分解及胞外水也必须包括物理)化学转化。ADM1中总共包括解三个总生化步骤,其中水解、产酸和产乙酸有许多19个生化速率方程、24种组分和19个速率方程,生平行反应。在正常情况下这些过程由胞内或胞外酶化反应速率方程的矩阵形式与活性污泥数学模型的来催化,并作用于可用有机物质的集合。合成物(如相同。死亡生物)先被分解成颗粒性组分,随后经酶促
5、水解212物理)化学过程为可溶性单体的过程为胞外过程,而由生物引起的物理)化学过程是厌氧反应器中通常存在的非可溶性物质的消化则是胞内过程(导致生物生长和生物媒介的反应过程,根据相对动力学速率(与生化死亡)。速率相对应)其可分为液)液过程(离子结合P分为便于对剩余活性污泥的消化进行模拟,假定离)、液)气过程(液)气交换)和液)固过程(沉淀P复杂的混合颗粒废物是均质的,并能够被分解成糖溶解)。在厌氧模型中通常提到的只有前两种过程类、蛋白质和脂类颗粒性底物,同时分解步骤也被认(可能是由于液)固过程难于
6、实现),但是如果系统基金项目:国家自然科学基金重点项目(50138010)#85#2003Vol.19中国给水排水No.22+2+中存在着易于形成沉淀的阳离子(Ca、Mg等),式中Ka,CO)))平衡系数2那么液)固过程可能会变得很重要,此时应考虑该同样,有机酸、无机氮和氢氧化物也有类似的表过程。达形式。对厌氧系统进行模拟时物理)化学过程非常重21212液)气过程要,因为:¹它能够表达许多生物抑制因子(如pH二氧化碳、甲烷和氢气这三种气体组分是系统值、游离酸和碱及液相中溶解性气体的浓度等);º的
7、主要反应产物,对生物过程有很强的影响。这些主要的性能变量(如气体流量和碳酸盐碱度)依赖于气体比较难溶,其转移阻力主要在液相。由于厌氧对物理)化学过程的正确估计;»主要的运行费用消化器中的气体可能达到显著的过饱和状态,所以往往是利用强酸或碱对pH值进行控制时的药剂相互接触的气相和液相很难稳定。因此,动态气体费,但可由物理)化学反应计算出给定条件下系统转移方程可用于描述液)气交换。StummandMo-内的pH水平,并以此为控制点而采取相应的调节[3]rgan对此进行了公式推导(把质量流量表示成驱措
8、施。动力和速率方程的结合)。21211液)液过程QT,i=KLa(Sliq,i-KHPgas,i)(4)主要讨论了离子跟氢和氢离子的结合与分离。[1、2]式中KLa)))总质量传递系数与比传递面积的乘因为结合P分离过程非常快,所以他们被称为平积衡过程,可用一组隐式代数方程(用负荷平衡来表Sliq,i)))稳态时液相中组分i的浓度示)求解。QT,i)))气体i的比质量传递速率在ADM1中负荷平衡按如下形式实现(有机酸项的分母代表单位负荷的gCOD含量):KH)))亨利定律系数SAC-Pgas,i)
