湖泊水库的污染与治理污染物浓度数学模型建立(7)
辅助科研教学
活性污泥模型模拟能够以不同的方式加深使用者对流程的认识，这种认识的深化有助于科研人员改进现有的工艺或者开发新工艺，也有利于评估不同气候对污水处理厂运行的影响。收集了实际污水处理厂雨天和晴天的数据，并通过模拟对污水处理厂雨天的运行情况进行了预测。
从研究的角度讲，通过采用TUDP模型是我们加深了对实际污水处理厂除磷过程的理解。我们注意到自养菌在缺氧的条件下和厌氧的条件下的衰减速率低于好氧条件，纳入这一假定后，通过实际污水处理厂模拟表明采用某些有效措施（如间歇曝气）不仅可以避免污水处理厂活性污泥反应器的过程曝气，还能改善污水处理厂的硝化条件。
5.3 污水处理模型步骤
① 确定仿真目标
目前计算机仿真在对现有污水处理厂的改进或者整个污水处理系统设计中的应用主要是通过仿真确定工艺参数，对日变化和参数变化的影响进行分析，并根据仿真结果来选择工艺或者进行优化控制。
污水处理厂计算机仿真目标的确定将直接决定仿真要求的水平，也是污水处理仿真整个流程各步骤工作量的基础，因此整个流程的第一步就是确定模拟目标。目前的仿真目标的确定主要基于3个方面:
⑴ 基础设计阶段处理系统的最优选择；
⑵ 现有污水处理厂的优化管理运行；
⑶ 现有和新建污水处理厂控制策略的开发。仿真要求的水平和参数测试频率对
不同目标而言是不同的，一般来说控制策略的开发对仿真水平的要求是最高的。
② 定义污水处理厂
在明确研究目标的基础上，接下来就可以对污水处理厂相关流程中的各个反应器进行定义。污水处理厂的定义一般要包括以下3个方面：
⑴ 构筑物，主要是指各构筑物的功能和布置；
⑵ 各个构筑物中的泥水分配情况，并确定构筑物的水力学特性；
⑶ 确定各个构筑物的入流和出流，包括进水方式、回流、内回流和出水等。通常并不需要对整个污水处理厂进行仿真模拟，而只需考虑流程动力学所涉及的核心部分，如图1.16所示。如果系统中的泥水分配完全平衡，那么对污水处理处中的平行反应器只需选择其中一个进行模拟。但如果泥水分配不均匀，则需对各个反应器逐一进行模拟。在大多数情况下，活性污泥系统只需对反应池和二沉池（但不包括污水处理设备）进行模拟。
图 1.1 污水处理厂定义
③ 数据收集与处理
污水处理系统计算机仿真最重要的一步就是数据的收集与处理，没有数据就无法进行模拟与仿真，而没有合理有效的数据，就不能得到合理的仿真效果，进而无法达到研究的目标。因此，这一步要达到数据收集与处理的双重目的。污水处理系统中的
数据收集与处理如图1.17所示。
不同研究目标的数据要求也不尽相同，但所需数据至少应该包括：构筑物体积、流量和各组分的浓度。流量主要包括各个反应器污水的流入量和流出量及污泥流量。组分主要包括COD、BOD、DO、N（包括 等）、P和SS（MLSS和MLVSS）等。COD、BOD至少应包括进水和出水中的浓度，而N、P则至少要包括进水、出水、剩余污泥及回流污泥中的浓度，SS则主要是剩余污泥和回流污泥中的浓度。此外，还需提供不同构筑物中的溶解氧分布曲线。
一般而言，污水处理厂能提供日平均浓度、流态等大量的数据。但污水处理厂的实测数据往往存在这样那样的偏差，因此建议采用以下方法：首先根据污水处理厂提供的数据得出所需的组分浓度和流量的近似值，然后逐步进行调整，必要时可以对缺失的或者有疑问的数据进行补测。对污水处理厂特定位置中变动较大的数据，需仔细进行估计，其他数据则可根据其日平均值（按照流量比例）确定。
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