吴 沛,朱继涛,顾 鑫,张 凯,冷峻彤,王子捷,胡 博*

(1. 长安大学 建筑工程学院，陕西 西安 710061； 2. 长安大学 住房和城乡建设部给水排水重点实验室，陕西 西安 710061)

0 引 言

多段进水缺氧/好氧(Anoxic/Oxic，A/O)生物脱氮工艺是一种基于传统A/O工艺改进的生物脱氮工艺[1]。多段进水A/O生物脱氮工艺由多个缺氧和好氧反应单元交替变化组成，进水分多点进入工艺的缺氧池, 为缺氧池发生的反硝化过程提供碳源[2]。工艺不同反应单元内的微生物浓度呈阶梯分布[3]。进水碳氮比(C/N)、进水流量分配、缺氧池和好氧池的容积分配等都是影响多段进水A/O生物脱氮工艺运行性能的关键因素[2-3]。多段进水A/O生物脱氮工艺可采用生物膜法和活性污泥法运行。与活性污泥法相比，生物膜法由于无需污泥回流、不存在污泥膨胀等问题，在运行和管理上都更为方便[4]。在生物膜工艺中，底物的降解过程受生化反应动力学、液-固界面传质等过程影响，这些过程彼此相互联系又相互制约[5]，使得污染物在生物膜中的降解机制较为复杂，工艺设计只能依赖经验公式或半经验公式[6]。

随着国际水协会推出活性污泥系列数学模型，数学模型已成为一种重要的研究手段被广泛应用于污水生物处理工艺的数值模拟和优化设计[7-8]。活性污泥1号数学模型(ASM1)于1987年提出，包含快速可生物利用基质、慢速可生物利用基质、自养菌、异养菌、氨氮、硝态氮等13个反应组分，以及异养菌好氧生长、异养菌缺氧生长、自养菌好氧生长、异养菌和自养菌衰减等8个生化反应过程，可描述好氧和缺氧条件下的碳氧化过程以及自养硝化过程和异养反硝化过程[9]。……