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1概论1

1.1引言3

1.2活性污泥法生物去除机理研究进展3

1.2.1水解机理3

1.2.2有机物质生物去除机理3

1.2.3生物脱氮机理5

1.2.4生物除磷机理6

1.3活性污泥法生物场数学模型7

1.3.1传统活性污泥法生物动力学模型7

1.3.2活性污泥法结构化模型研究进展10

1.4活性污泥反应器水力学模型16

1.4.1理想流动模型16

1.4.2非理想流动模型16

1.5活性污泥法温度场模型研究进展17

1.6活性污泥法多场耦合模型18

1.6.1生物场-水力场耦合模型19

1.6.2生物场-水力场-温度场耦合模型20

1.6.3生物场-物化场耦合模型20

1.7二沉池模型研究进展20

1.7.1一维沉淀模型21

1.7.2二维、三维模型21

1.7.3改进的沉淀池模型22

1.8污水处理厂SBR工艺实时控制的研究进展22

1.8.1传统的固定时间优化控制（Fixed-Time Control，FTC）策略22

1.8.2实时优化控制策略23

1.8.3智能控制策略（Intelligent Control Strategy）24

1.9讨论与小结25

参考文献26

2全耦合活性污泥系列模型FCASMs35

2.1概述37

2.2 FCASM2模型38

2.2.1模型建模思想38

2.2.2模型组分定义38

2.2.3子过程分割40

2.3 FCASM3模型45

2.3.1模型假设45

2.3.2模型组分与子过程分割46

2.4 FCASM4模型64

2.4.1模型概述64

2.4.2活性污泥系统生物场新模型假设64

2.4.3模型各生物反应过程64

参考文献88

3活性污泥系统多场耦合模型91

3.1概述93

3.2生物场-水力场耦合模型93

3.2.1Lee模型93

3.2.2 FCASM2-Hydro耦合模型95

3.3生物场-水力场-温度场耦合模型97

3.3.1 General模型97

3.3.2 FCASM3-Hydro-Temp耦合模型102

参考文献106

4污水处理厂A/A/O工艺数值模拟及优化107

4.1概述109

4.2 A/A/O污水处理系统的工艺简介109

4.3 A/A/O污水处理系统的FCASM3-Hydro-Temp耦合模型110

4.3.1 A/A/O工艺FCASM3-Hydro-Temp耦合模型假设110

4.3.2 A/A/O工艺FCASM3-Hydro-Temp耦合模型建立110

4.4污水处理厂A/A/O工艺模型校核与验证114

4.4.1数值模拟方法114

4.4.2数值模拟结果分析114

4.5污水处理厂A/A/O工艺优化分析123

5污水处理厂A/O工艺数值模拟及优化129

5.1概述131

5.2污水处理厂A/O工艺简介131

5.3污水处理厂A/O工艺的FCASM3-Hydro耦合模型132

5.3.1 A/O工艺FCASM3-Hydro耦合模型假设132

5.3.2 A/O工艺FCASM3-Hydro耦合模型建立132

5.4污水处理厂A/O工艺模型校核与验证133

5.4.1数值模拟方法133

5.4.2数值模拟结果分析134

5.5污水处理厂A/O工艺优化分析139

5.6讨论与小结145

参考文献145

6污水处理厂氧化沟工艺数值模拟及优化147

6.1概述149

6.2氧化沟工艺污水处理厂概况149

6.3氧化沟工艺污水处理厂现场试验研究150

6.3.1常规水质指标监测150

6.3.2进水水质特征监测151

6.3.3水力弥散系数的测定153

6.4氧化沟工艺污水处理厂多场耦合模型校核验证155

6.4.1氧化沟工艺模型数值模拟方法155

6.4.2 FCASM4-Temp耦合模型参数校核157

6.4.3 FCASM4-Temp耦合模型数值模拟验证159

6.4.4 FCASM4-Hydro-Temp耦合模型数值模拟结果161

6.4.5低水温多因素正交模拟试验研究163

7污水处理厂污泥减量工艺数值模拟及优化167

7.1概述169

7.2“水蚯蚓-微生物共生系统”细观机理耦合模型170

7.2.1模型假设170

7.2.2“水蚯蚓-微生物共生系统”细观机理模型建立171

7.2.3“水蚯蚓-微生物共生系统”细观机理耦合模型校验175

7.2.4 Unitank工艺数值模拟应用179

7.2.5交替SBR工艺数值模拟应用185

7.3污水处理厂新型氧化沟工艺数值模拟及优化189

7.3.1“水蚯蚓-微生物共生系统”泥水同步降解机理模型建立189

7.3.2“水蚯蚓-微生物共生系统”泥水同步降解机理模型校验191

7.3.3新型氧化沟工艺数值模拟应用197

8污水处理厂数字化与智能控制基础205

8.1嵌入式系统基本概念207

8.2执行标准207

8.2.1机械架构208

8.2.2电气架构209

8.2.3软件架构209

8.3编程方法209

8.3.1 LabVIEW概述209

8.3.2 LabVIEW特点210

8.3.3 LabVIEW运算形式210

8.3.4 LabVIEW与Matlab混合编程212

8.4自动化仪表218

8.4.1控制器218

8.4.2执行器218

8.4.3检测变送器219

9 SBR工艺数字化与智能控制223

9.1概述225

9.2 SBR工艺简介225

9.3 SBR工艺生物场耦合模型及其校验226

9.3.1 SBR工艺生物场耦合模型假设226

9.3.2 SBR工艺生物场耦合模型建立226

9.3.3 SBR工艺生物场耦合模型校验227

9.4智能化SBR污水处理系统设计与实现233

9.4.1控制策略开发233

9.4.2软件开发234

9.4.3软硬件集成237

9.4.4智能化SBR污水处理系统介绍240

9.4.5智能化SBR污水处理系统应用研究243

9.4.6展望246