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污水处理能力是指污水处理工艺系统日处理污水量的设计能力,通常污水厂工艺系统的运行管理决定废水中污染物的去除率。当今社会,我国的相当一部分污水处理厂的系统处理能力比较低,运行负荷远低于工艺系统设计值。因此,为了提升污水厂工艺系统的处理能力,有必要改善污水处理厂传统运行管理模式,以此来保证污水厂负荷最大化运行,这也是现今污水厂应达到的标准。国内大多数的城市污水处理厂的运行控制主要是凭借现场操作人员的工作经验来实现的,缺少比较精确的理论指导依据。污水系统数学模型是基于活性污泥数学模型（ASM）为理论基础建立的,而活性污泥数学模型（ASM）是经过多年的现场实验以及理论研究总结经由国际水质协会推出的。因此污水厂数学模型可以作为指导运行控制污水厂运行管理的一个理论工具,为污水处理厂的日常运行管理提供更多有价值的信息。研究的内容和结果主要包含以下几个方面:（1）基于活性污泥1号模型,主要考虑碳氧化及氨氮硝化过程,建立模型,提出一种简化评价污水厂处理能力的理论方法。依照城镇污水处理厂污染物排放一级A标准,建立活性污泥碳氧化与硝化模型ASM-CN,以活性污泥现状呼吸速率OUR为基准拟合曲线,对污水厂进水组分参数进行识别。计算出进水中底物降解完全时间点tss、txs、tnh,通过其与HRT比值的比较,分析判断出水水质是否达标。分析得出:当tss/HRT且txs/HRT比值小于1时,可认为污水厂出水COD达标;当tnh/HRT比值小于1时,可认为出水氨氮达标。反之,则说明出水水质超标。（2）研究用呼吸图谱中现场呼吸速率与总呼吸速率比值（OURS/OURT）评价活性污泥处理能力。基于ASM-CN模型计算的OURS/OURT比值,从水质特性和污泥特性两方面来判定活性污泥处理能力。结果表明:1)当慢速可生物降解有机物与COD比值（Xs/COD）大于>40%时,Xs的水解对活性污泥系统处理能力影响较大;当NH3-N/COD>9%时,NH3-N降解对其影响较大;2)OURS/OURT比值小于38%时,处理能力较好。（3）研究尝试用呼吸图谱中现场呼吸速率与总呼吸速率比值（OURN/OURS）评价活性污泥降解氨氮NH3-N的能力。根据模型计算得出:NH3-N/COD<10%,OURN/OURS比值对氨氮处理无表征作用,即进水中氨氮NH3-N去除由异养菌微生物代谢作用去除;当10%<NH3-N/COD<15%,且8%<OURN/OURS<58%,可保证氨氮NH3-N处理达标的可能性,需进一步考虑进水氨氮NH3-N比例分析;OURN/OURS>58%,说明进水中氨氮含量过高无法被完全去除,导致出水氨氮超标,应借助其他手段进行预防。