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目次

はじめに

本章では、Sumo で利用可能なプロセスモデルについて簡単に説明します。

フルプラントモデル

フルプラントモデルは、メインストリーム・消化・サイドストリームの各プロセスを 1 つのモデルで記述するモデル群であり、これにより排水処理プラント全体の運転をシミュレーションできます。

Mini_Sumo

Dynamita, 2022

OUR(酸素利用速度)および汚泥生成量の予測を目的としたフルプラントモデルで、対象とするバイオマスグループに関連づけられた以下のプロセスのみを考慮します:

物理化学モデルは以下を考慮します:

Sumo1

Dynamita, 2022

Sumo1 は、複数の生物群を考慮した一段硝化のフルプラントモデルです:

物理化学モデルは以下を考慮します:


Varga et al. Recent Advances in Bio-P Modelling a new approach verified by full-scale observations, WRRmod2018 Session 1: Enhanced Biological Phosphorus Removal 47-60

Sumo2

Dynamita, 2022

Sumo2 は、Sumo1 モデルを拡張した二段硝化のフルプラントモデルで、以下の変更が加えられています:

フォーカスモデル

フォーカスモデルは、特定のプロセスをより詳細に表現するために Sumo で開発された特別なフルプラントモデルです。

Sumo2C

Dynamita, 2016

Sumo2C は、炭素回収(カーボンキャプチャ)技術に対応する Sumo2 の拡張であり、水資源回収施設(WRRF)の代表的な全ユニットにおけるコロイド物質および EPS の生成、凝集(フロック形成)、貯蔵を記述します。


Hauduc H., Al-Omari A., Wett B., Jimenez J., De Clippeleir H, Rahman A., Wadhawan T., Takacs I. (2018) Colloids, Flocculation and Carbon Capture A Comprehensive Plant-wide Model. Water Science and Technology, 79(1), 15-25

Sumo2S

Dynamita, 2021

Sumo2S は、主要な硫黄反応を追加した Sumo2 フルプラントモデルの拡張です:


Hauduc H., Wadhawan T., Johnson B., Bott C., Ward M., Takács I. (2018) Incorporating Sulfur Reactions and Interactions with Iron into a General Plantwide Model. Water Science and Technology, 79(1), 26-34.

Sumo4N

Dynamita, 2021

Sumo4N は、4 段階硝化モデル(Pocquet et al., 2016)および 4 段階脱窒モデル(Hiatt & Grady, 2008)を追加した Sumo2 フルプラントモデルの拡張で、N2O 生成を含みます。


Hiatt, W.C., Grady, C.P.L. Jr., 2008. An updated process model for carbon oxidation, nitrification, and denitrification. Water Environ. Res. 80(11), 2145-2156.

Pocquet, M., Wu, Z., Queinnec, I., Spérandio, M., 2016. A two pathway model for N2O emissions by ammonium oxidizing bacteria supported by the NO/N2O variation. Water Res. 88, 948-959.

ミュージアムモデル

ミュージアムモデルは、排水処理分野で広く知られた歴史的モデルを表現したものです。

ASM1

1986 年に登場し、すべての出発点となった古典的モデル。TSS を計算できるように流入無機物を追加しています(特定の相分離ユニットで必要)。BNR(生物学的栄養塩除去)構成における OUR および汚泥生成量の推定を目的とした硝化/脱窒モデルです。


Henze M., Grady C. P. L. Jr, Gujer W., Marais G. v. R. and Matsuo T. (2000) Activated Sludge Model No. 1, IWA Publishing, Scientific and Technical Report No. 9, London

ASM2D

ASM1 をベースに修正を加えた生物学的リン除去(Bio-P)モデルです。


Henze M., Gujer W., Mino T., Matsuo T., Wentzel M. C., Marais G.v.R., and van Loosdrecht M.C.M. (2000). Activated Sludge Model No. 2d, IWA Publishing, Scientific and Technical Report No. 9, London IWA.

ASM2D_TUD

ASM2D に TUD の代謝型 Bio-P モデルを組み合わせたモデルです。


Meijer, S. C. F. (2004). Theoretical and practical aspects of modelling activated sludge processes. Department of Biotechnological Engineering. Delft University of Technology, The Netherlands: 218

ASM3

基質貯蔵を含む硝化/脱窒モデルです。


Henze M., Gujer W., Mino T., Matsuo T., Wentzel M. C., Marais G.v.R., and van Loosdrecht M.C.M. (2000). Activated Sludge Model No. 2d, IWA Publishing, Scientific and Technical Report No. 9, London IWA.

ASM3_BioP

ASM3 に Bio-P 成分を追加したモデルです。


Rieger L., Koch G., Kühni M., Gujer W. and Siegrist H. (2001) The EAWAG bio-P module for activated sludge model No.3. Wat. Res., 35 (16), 3887-3903.

Barker-Dold

硝化/脱窒/Bio-P モデル(修正 ASM1 および Wentzel の Bio-P をベースとする)です。


Barker P.S. and Dold, P.L. (1997). General model for biological nutrient removal activated-sludge systems: model presentation, Wat. Env. Res., 69 (5), 969-984.

その他のモデル

その他のモデルは、Sumo の可能性を示すための、研究者・開発者向けの例です。

Design

設計計算および代数モデル開発のためのモデルです。

MonodHerbert

一段階の Monod-Herbert 型プロセス速度式を用いて、モデル開発の考え方を示すためのシンプルなモデルです。

UCTPHOplus

Hu, Z. R., M. C. Wentzel, et al. (2007). A general kinetic model for biological nutrient removal activated sludge systems: Model development. Biotechnology and Bioengineering 98(6): 1242-1258.

硝化/脱窒/Bio-P モデルです。