現代城市把太多清澈甘甜的水變成了汙水，於是就有了汙水處理廠，但是汙水處理廠想要高效穩定的產生清潔的水也不是那麼容易，於是數值模型就出現了。
目前，多數汙水處理廠模型都是基於活性汙泥模型開發的，繼續追溯一下，活性汙泥模型是從細胞生長動力學的Monod方程出發的，Monod模型起始於1942年，是用來描述第五濃度與微生物增值速度關係的。
ASM系列的三套模型由國際水協會（IWA）組織研究，參與者主要來自於日本、南非、丹麥、美國和荷蘭，之後國內外各路人馬基於ASM系列開發出了GPS-X、WEST、EFOR、SIMBA、TH-ASSS、SUMO、ODSS、gPROMS、FCASM3 、STOAT、AQUASIM等各種商業、非商業的汙水處理廠模型軟件，各研究機構、高校、企業也多有應用。
我想知道現在到底哪個模型軟件用的更多一些，於是根據知網的收錄文章做了個不完全的統計，找出了使用數量較多的幾個模型軟件。但是對不住最近比較活躍的商業軟件WEST與SUMO了，你們的名字太接地氣了，沒法兒精確搜索統計，撞車現象嚴重，SUMO與醫學領域的專業術語重複了。
這些模型軟件的主要應用包括研究迴流比等參數對脫氮除磷能力的影響，對工藝的優化與改造；曝氣方式對汙水處理效果的影響等，甚至曝氣池通氣孔佈置方式優化選型方面的研究，以及對汙水處理廠節能降耗的模擬研究。
汙水處理廠的工藝運行優化，主要體現在進水特性，沉砂池、二沉池的水力模擬的技術應用，生物反應池的體積優化，曝氣DO控制，迴流比優化等，其中進水水質測定的準確是工藝流程中十分重要的一個環節，針對汙水組分的轉化過程，北排集團開發了汙水有機物組分確定軟件（COD組分），當然其中的水力模擬內容需要配合FLUENT等CFD軟件來完成。清華大學利用數值模型構建了一套城鎮汙水處理工藝篩選的方法學，包含汙水處理單元技術數據庫、單元處理組合規則、工藝流程生成模型、不確定性分析功能的工藝模擬效果模擬模型，在整套方法學中應用了30種單元技術。
還有對我來說最重要的，是關於汛期水量水質衝擊下汙水處理廠的應對策略的研究，汛期水量增加會導致汙水處理廠進水濃度低，會導致碳源不足，影響出水水質穩定。在應對兩倍水量衝擊和低水質衝擊下可以關閉內迴流、降低好氧區DO值，減少汙泥迴流比，加大排泥等措施。當然，不同的區域有其獨特性，但是給出瞭解決問題的思路，也增加了我所期待的基於廠網河數值模型的廠網河一體化聯動運營實現汛期水環境控制的信心。
最後簡單介紹一下上面提到的部分數值模型
WEST軟件在國內有代理商，業內的應該很清楚了，不贅述，有興趣可以找他們諮詢，最近也是剛在他們那裡參加了培訓。
對於SUMO來說，也開始在國內發力，諮詢了一下，他們的工藝是開源的，可以在EXCEL中做二次開發，是免費提供給用戶的，軟件有運行版是比較適合提供給客戶的，但系統集成方面存在弱勢，對於加載到雲服務器來說，目前是不行的，這也是我們可以發力的一個方向。
ODSS是清華大學環境科學工程系開發，以IWA的ASM1、ASM2、ASM2D和ASM3及二沉池模型為基礎模型開發了汙水處理模型軟件，可以對不同工藝的汙水處理過程進行靜態或動態模擬。
雖然很想支持一下國產，但是沒有找到，遺憾！
GPS-X模型軟件是1991年9月由加拿大Hydormantis公司研製開發的，可以說是汙水處理工藝模擬軟件的先驅，包括活性汙泥法及其各種變形工藝以及用戶自定義流程，井蓋多年不斷的研究與發展GPS-X幾乎包括了其他各種軟件的大部分功能，也形成了自己的特點：
① 可以實現汙水處理過程的靜態模擬與動態模擬
② 具有敏感性分析模塊和參數估值優化功能
④ 可以對工藝過程實行自動檢查、警告和傳感器探錯
⑤ 可連接SCADA系統，也可與PID控制連接
BioWIN於1990s由加拿大Envirosim聯合公司研製，可用於多種操作系統，軟件界面身份友好。最重要的是使用了單一矩陣模型法，可以追中模型內所有的狀態變量在不同單一工藝之間的變化，獨有的綜合活性汙泥——厭氧消化（ASDM）模型，描述汙水處理工程的50中組分及作用於這些組分的80個生物、物理和化學反應過程，包含了活性汙泥反應、PH平衡、氣體轉移、化學沉澱反應和旁流工藝，這也許就是BioWIN這一商業軟件在祖國大地上受青睞的原因吧。
其他如GPS-X軟件、WEST軟件大多采用了轉換器法，即不同的工藝處理單元採用不同的模型來進行模擬，而不同單元之間的狀態變量往往不同，需要進行較為複雜的轉換過程，BioWIN創新地使用了單一矩陣法，即整個汙水處理廠使用一個綜合的模型，這樣就可以讓一個狀態變量在整個汙水處理過程中的變化軌跡可以呈現，更適用於運營管理的使用。
這個世界上總是有一些可愛的人（或者是商業策略，像微軟為防止金山WPS搶佔市場一度默認盜版軟件橫行中國市場，但確實給我們學習瞭解提供了便利），為了幫助行業更好地瞭解及應用汙水處理模型，英國WRc plc 公司的大型汙水處理軟件STOAT已經對各界免費開發，試了一下還不錯，除了選擇Chinese之後菜單欄混亂之外，暫時沒有發現其他缺點。
我已經將安裝包上傳到百度網盤，需要的可以在微信公眾號（水智慧）後臺回覆STOAT獲取安裝包下載鏈接。
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