金 辉 黄明忠 潘多涛 袁德成

(沈阳化工大学辽宁省化工过程控制技术重点实验室，辽宁 沈阳 110142)

0 引言

污水生化处理厂具有保护环境的功能，但其副产品——过剩污泥若不能有效利用，也将造成严重的二次污染［1］。随着全球能源问题的日趋突出，如何捕获蕴含在污水处理厂活性污泥新陈代谢中的潜在能量开始受到人们的关注［2－3］。为了进一步改善水质，降低剩余污泥量，实现全流程、长周期的性能评价，国际水协会(International Association of Water，IWA)推出了2号基准仿真模型(Benchmark simulation model No.2，BSM2)［4］。

本文根据IWA工作组关于典型污水生化处理过程的组成协议BSM2［5］，采用 Matlab与 C语言混合编程的方法，开发了面向全流程的污水处理仿真平台。经过相关的稳态计算和溶解氧控制测试，得到的计算结果与工作组发布的最终测试数据一致。该平台可用于全流程污水处理厂的模拟计算。

1 国际评价基准Benchmark

1.1 Benchmark 工厂构成

Benchmark工厂的入水平均流量为20 648.26 m3/d，入水平均化学需氧量(COD)为592.53 g/m3，水力停留时间为22 h。工厂除了包括5个生化反应器和1个二沉池外，还包括1个初沉池、1个污泥浓缩机和1个厌氧消化池，同时还增加了1个脱水单元。基于BSM2的污水处理厂构成如图1所示，其中活性污泥反应器和二沉池的计算与BSM1保持一致。

图1 污水处理厂构成图Fig.1 Composition of wastewater treatment plant

1.2 模拟模型

由于BSM2中生化反应器和二沉池部分的模拟模型与 BSM1相同［6－8］，故这里不再作详细说明。下面针对其余部分的模拟模型进行一一介绍。

1.2.1 厌氧消化模型

厌氧消化1号模型(anaerobic digestion model No.1，ADM1)是一个结构化模型，它对厌氧系统内的生化过程和物化过程进行了详细分析。……