活性污泥法是目前使用的最广泛的污水生物处理的方法。基于活性污泥法的污水处理过程是一个复杂的生化反应过程，一方面，它利用活性污泥的吸附和生化氧化作用来分解去除废水中的有机物质，从而使废水得到净化；另一方面，它利用微生物的硝化和反硝化作用，去除废水中的含氮物质。该过程具有高度非线性、时变、不确定性和时滞等特点，因此模型的建立异常困难。为保证处理过程运行良好和提高出水质量，开发精确、实用的动态模型已成为国内外专家学者普遍关心的问题。　　 细胞自动机可以在微观领域用简单的规则复现宏观领域的复杂物理现象，能十分方便地展现出复杂现象的动态演变过程。利用细胞自动机对活性污泥法的污水处理过程进行建模，可以从微观角度直接反映出活性污泥法系统的表观特征。借助活性污泥法的净化机理和脱氮特性，用细胞自动机对活性污泥法污水处理中的净化和脱氮过程进行了可视化模拟，主要工作如下：　　 1.在总结前人研究成果的基础上，全面剖析了净化机理和脱氮特性，提出了利用细胞自动机模型来复现活性污泥净化废水过程的研究方案。　　 2.针对活性污泥的吸附、代谢和沉降过程，采用格子气细胞自动机演化规则进行建模的思想，建立了污水净化过程的二维、三维格子气细胞自动机模型；该模型反映出有机物作为营养物质被微生物吸附代谢与沉降的过程，并通过与Eckenfelder模型进行比较，验证了模型的有效性。　　 3.在污水净化过程的格子气细胞自动机模型基础上，结合活性污泥脱氮的机理，首次提出了污水脱氮过程的二维格子气细胞自动机模型，该模型可以直观反映出微生物的净化特性和硝化反硝化特性，且与实际值进行比较，证明了模型的有效性。　　 4.基于VC++与OpenGL软件开发了污水净化过程的三维可视化模拟软件和污水整个处理流程的二维可视化模拟软件，并初步实现了污水净化过程和整个处理流程的动态可视化模拟。　　 基于细胞自动机思想建立活性污泥法污水处理过程的净化和脱氮模型，并开发了污水净化过程和整个处理流程的可视化模拟软件，研究工作为复杂过程建模提供了新方法。