隨著城市污水處理廠出水排放標準的日趨嚴格，傳統(tǒng)基于經(jīng)驗的活性污泥工藝設(shè)計方法已不能滿足工程要求。為更好地進行活性污泥工藝的優(yōu)化設(shè)計和運行，在過去的30年中，活性污泥工藝模型已從簡單的去除COD和硝化發(fā)展為同時生物脫氮除磷模型，從穩(wěn)態(tài)模型發(fā)展到動態(tài)模型，從單一的生物反應(yīng)器模型發(fā)展到能同時模擬污水和污泥處理的全污水處理廠模型。這些工藝模型包括了許多描述不同單元工藝的狀態(tài)變量以及這些變量在多種生物化學(xué)反應(yīng)過程中的化學(xué)計量關(guān)系和動力學(xué)特征。

借助于實施這些數(shù)學(xué)模型的商用模擬軟件(模擬器)，數(shù)學(xué)模擬技術(shù)已從一種研究工具發(fā)展成為一種成熟的工程工具，并在北美、歐洲、南非和澳大利亞等地得到了廣泛應(yīng)用，成為污水處理中的標準實踐。筆者介紹了基于BioWin模型的污水處理工藝數(shù)學(xué)模擬的概念和方法，并結(jié)合工程實例說明了數(shù)學(xué)模擬在污水處理廠優(yōu)化設(shè)計、運行及改造中作為一種管理工具的實際應(yīng)用，以推動數(shù)學(xué)模擬技術(shù)在我國污水處理實踐中的應(yīng)用。

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