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活性污泥法是利用自然界微生物的生命活动净化污水的一种有效方法，包含极其复杂的生化反应，整个系统表现出多样性、随机性、不确定性、强非线性等复杂系统的特征，使污水处理过程建模相当困难。而一个好的模型对实际污水处理系统的运行管理、工艺设计和控制至关重要，开发精确、实用的动态模型已成为国内外专家普遍关心的问题。作为人工生命系统的一个分支学科，人工细胞自动机为复杂系统建模和控制提供了一种理想的生命计算模型。因此，本文立足于复杂系统和人工生命系统的观点，利用细胞自动机方法研究污水处理过程的建模和仿真，具有十分重要的现实意义和理论意义。
本文利用细胞自动机对活性污泥法污水处理过程的建模及仿真技术进行了力所能及的探索，主要做了以下几方面的工作：
(1)在分析活性污泥系统微生物特性和细胞自动机在复杂系统建模应用的基础上，立足于人工生命系统和复杂系统的观点，在国内首次提出利用细胞自动机模拟活性污泥法曝气池污水处理过程及曝气池模型设计的基本思路；
(2)分别建立了序批间歇式活性污泥法的细胞自动机模型(SBRCAM)和传统活性污泥法曝气池的细胞自动机模型(TRCAM)，并验证了模型的有效性。仿真实验结果表明曝气池的细胞自动机模型具有如下特点：
①复现曝气池内微生物的演化过程，实现曝气池污水处理过程的可视化；
②描述出活性污泥的生长过程和有机物的去除过程，表现出复杂系统的一些典型特征；
③演化规则直接在细胞水平上给出了活性污泥污水处理过程的动力学的直观解释，具有丰富的微观内涵。
(3)总结分析两种模型的共同特征和区别，归纳出该细胞自动机建模方法的优势，提出将其推广应用到污水生物处理中，有利于污水处理过程的运行管理、工艺设计、简单控制和建模仿真；
(4)采用LabVIEW软件平台开发了活性污泥法污水处理过程仿真软件，嵌入了曝气池的细胞自动机模型，并初步实现了其他相关污水处理流程。
本文的研究对我国污水处理过程的模型发展和仿真技术的开发有一定借鉴意义，但由于条件和时间限制，尚有许多方面有待改进和深入探讨。