EVOLV · reactor — één klok-tick door een ASM3-actiefslibtank

reactor is de biologische-procesmodule van EVOLV: een beluchte actiefslibtank die de ASM3-kinetiek (Activated Sludge Model No. 3) over de tijd integreert. Hij neemt een influentstroom (fluent) in, rekent per klok-tick de biokinetiek en zuurstofoverdracht door, en levert een effluentstroom plus telemetrie. De fysica zit in een verwisselbare engine — een volledig gemengde tank (CSTR) of een propstroomreactor (PFR). De node is tick-gestuurd: hij vordert de integrator alleen als er een klok-tick verstrijkt. Deze pagina volgt letterlijk wat de code doet aan de hand van één klok-tick, een interactieve CSTR-respons met de échte ASM3-parameters, en een node-voorberekend PFR-profiel.

Geldt voor — werkkopie RnD/EVOLV, submodule reactor @ 18394c3b5ef2 (op 2026-07-17 gelijk aan origin/main; zie de verantwoording onderaan).
Niet voor — dit is geen installatiehandleiding en geen onderzoeksrapport over ASM3-kalibratie; zie het EVOLV-spoor van de node in HELIX.

Doel & rol in de keten

reactor is een S88-Unit (lane L4, kleur #50a8d9; nodes/reactor/CLAUDE.md, S88-classificatietabel). De domeinklasse omschrijft zichzelf als "biological reactor orchestrator (Unit-level)" (src/specificClass.js:10-14). Het gemodelleerde proces is een beluchte actiefslibtank: heterotrofe groei, opslag (storage), autotrofe nitrificatie, hydrolyse en endogene ademhaling — geen SBR-/batch-fasering.

In de keten neemt de reactor een influent (fluent) in en levert een effluent op poort 0. Reactoren kunnen in serie staan: een downstream reactor registreert een upstream reactor als kind en trekt diens effluent binnen als influent (src/kinetics/baseEngine.js:114-118,130). Nageschakelde eenheden in additional_nodes/ — een nabezinktank (settling-basin) en een recirculatiepomp (recirculation-pump) — zijn legacy losse nodes (zie de aandachtspunten).

Rode draad door de hele pagina: één klok-tick van een voorbeeld-CSTR — voorbeeldreactor volume 1000 m³, timeStep 1 s, influent F = 100 m³/d met o.a. S_S (opgelost substraat) en S_NH (ammonium). Alle live-getallen op deze pagina zijn met node tegen de échte asm3_class.js + cstr.js/pfr.js doorgerekend (parity exact; testcases als commentaar in de pagina-JS).

Praat met deze node

Het I/O-contract in één oogopslag: kies een verb, stel de velden in, kopieer het exacte injecteerbare msg, en klik Injecteer ▸ om te zien wat er uit de drie poorten komt — met live doorgerekende effluentwaarden op de voorbeeld-CSTR (V 1000 m³). De data-verbs dragen geen unit-descriptor, dus de registry normaliseert niets: mg/L, m³/d en °C bereiken de engine rauw. Elke bewering draagt een pad:regel-chip. Poortlabels ["process","dbase","parent"].

Stuurinput · 1 poort

Bericht

Poortenoutput · 3 poorten

Volledige poort-referentie

Poortcontract (labels ["process","dbase","parent"], reactor.html:61-63). Emissie in nodeClass._emitOutputs() (src/nodeClass.js:41-50). Domeineenheden: mg/L (mmol/L voor S_HCO), m³/d, °C.

Poort	Label	Belangrijkste keys
0	`process`	Bij PFR eerst `{topic:'GridProfile', payload:{grid, n_x, d_x, length, species, timestamp}}` (`src/kinetics/pfr.js:25-35`); daarna het effluent `{topic:'Fluent', payload:{inlet:0, F, C}, timestamp}` met `F = math.sum(Fs)` en `C` = de laatste toestand (CSTR: hele 13-vector; PFR: laatste grid-slice via `state.at(-1)`) (`src/kinetics/baseEngine.js:60-63`).
1	`dbase`	Zelfde snapshot via de `influxdb`-formatter uit `getOutput()`: `flow_total`, `temperature`, en per species — alleen als `Number.isFinite` — `S_O, S_I, S_S, S_NH, S_N2, S_NO, S_HCO, X_I, X_S, X_H, X_STO, X_A, X_TS` (`src/specificClass.js:7-8,101-104`). Omzetbaar naar `frost`/`json`/`csv`.
2	`parent`	In `_emitOutputs` altijd `null` (`src/nodeClass.js:46,49`). De startup-`child.register`- handshake naar de ouder zit in `BaseNodeAdapter` (generalFunctions), niet in reactor-code (aanname — niet in dit submodule geverifieerd).

Wie praat met wie

De parent staat boven, de kinderen onder. Registratie en telemetrie lopen via draden; kind-measurements en de upstream-effluent komen als in-process events binnen (op de engine-emitter). De nageschakelde settling-basin + recirculation-pump zijn een legacy zijtak: losse nodes op de oude node.on('input')/msg.topic-stijl, geen 3-lagen-patroon.

registratie · via draad (poort 2) telemetrie · via draad (poort 0/1) in-process events · measurement/engine-emitter legacy zijtak · msg.topic

Kinderen worden via ChildRouter aangesloten (src/specificClass.js:28-29). Een measurement-kind abonneert op <type>.measured.<position> op zijn emitter; herkend wordt temperature.measured.atEquipment → engine.temperature (src/kinetics/baseEngine.js:100-126), en op PFR extra quantity (oxygen).measured.<distance> → DO in de dichtstbijzijnde grid-cel (src/kinetics/pfr.js:67-79). Een reactor-kind wordt de upstream reactor: bij elke updateState wordt diens getEffluent als influent ingetrokken (src/kinetics/baseEngine.js:114-118,130).

De reis van één klok-tick

Klik een stap in de lijst (of gebruik ◀ ▶). Boven zie je waar in de pijplijn je bent; rechts wat er gebeurt, een concreet getal van de voorbeeld-CSTR op dat punt, en het codepad. De hele reis wordt in gang gezet door één klok-tick — zonder tick vordert de integrator niet.

CSTR-respons over de tijd, interactief

Een volledig gemengde tank (CSTR, V = 1000 m³) krijgt vanaf de editor-startconcentraties een influent F = 100 m³/d. Elke stap is de Forward-Euler dC = (inflow + outflow + reaction + transfer)·Δt met reaction = ASM3.compute_dC en de zuurstofoverdracht alléén op S_O. Dit is de échte 13-species / 12-reactie ASM3 @20 °C-parameterset — geen vereenvoudiging; de reken-kern is met node tegen asm3_class.js + cstr.js gevalideerd (trajectorie-parity exact). Schuif het influent-substraat, de kla en de temperatuur; zie hoe substraat wordt afgebroken en hoe de opgeloste zuurstof reageert.

influent S_S 300 mg/L

kla 200

temperatuur T 20 °C

PFR-profiel over de lengte (node-voorberekend)

De propstroomreactor (PFR) mengt niet: substraat, ammonium en zuurstof variëren langs de reactorlengte. Elke cel volgt advectie − dispersie − reactie − transfer, met een gegeneraliseerde Danckwerts-inlaat (α) en een Neumann-uitlaat. Omdat de PFR-operatoren (mathjs-diagonalen, in-place-aliasing in _makeDoperator) fragiel zijn om live in de browser te herbouwen, is dit profiel node-voorberekend met de échte Reactor_PFR (n_x = 10, length = 10 m, α = 0,5, D = 5 m²/d, externe OTR = 50, T = 20 °C, ~4 dagen ingelopen) en hier statisch ingebed — geen live-plot.

Wat de code doet — kaarten

CSTR vs PFR

CSTR = één perfect-gemengde 13-vector, Forward-Euler (cstr.js:12-24). PFR = een n_x × 13-grid met expliciete finite-difference: advectie (−ΣF/(A·dx)·D_op·state) + dispersie (D/dx²·D2_op·state) + reactie + transfer (pfr.js:48-65). Randvoorwaarden: gegeneraliseerde Danckwerts aan de inlaat bij flow>0, Neumann (no-flux) aan de uitlaat (pfr.js:83-92). De PFR waarschuwt bij lokaal Péclet ≥ 2 en Courant ≥ 0,5 (pfr.js:41-44).

ASM3 in het kort

13 species (

S_O, S_I, S_S, S_NH, S_N2, S_NO, S_HCO, X_I, X_S,
      X_H, X_STO, X_A, X_TS

) en 12 reacties: hydrolyse; heterotrofe aerobe/anoxische opslag & groei; endogene en opslag-ademhaling; autotrofe nitrificatie; autotrofe ademhaling (asm3_class.js:171-197). Kinetiek via Monod c/(K+c) + inverse-Monod K/(K+c), temperatuur via k·exp(θ·(T−20)). De 12×13-stoichiometrie is hard-gecodeerd en getransponeerd;

compute_dC =
      stoiᵀ·rates

(asm3_class.js:101-120,205-208).

Zuurstof: kla of externe OTR

OTR = kla·(S_O,sat − S_O), met de verzadiging als 3e-graads polynoom in T (14.652 − 0.41022·T + 7.991e-3·T² + 7.7774e-5·T³) (baseEngine.js:67-74). Is kla NaN, dan wordt de extern gezette OTR-waarde gebruikt (cstr.js:17-19, pfr.js:54-56). Na elke stap wordt S_O begrensd op [0, verzadiging] (baseEngine.js:76-85).

⚠ Eenheidsvalkuil timeStep & kla

timeStep is seconden in de UI, maar de integrator werkt in dagen: this.timeStep = (1/86400)·config.timeStep (baseEngine.js:40). Het JSON-schema waarschuwt hier expliciet voor (configs/reactor.json:138-145). Losstaand: kla staat in het schema als 1/h terwijl de tijdbasis dagen is; er is geen h→d-omrekening in de code gezien (CONTRACT.md:16-19). aanname mogelijke inconsistentie — niet in runtime geverifieerd.

Dode / legacy code

src/reaction_modules/asm3_class Koch.js is een alternatieve parameterset (Koch et al. 2000: k_H=9, k_STO=12, nu_NO=0.5) — niet geïmporteerd; de engines laden asm3_class.js (baseEngine.js:4). De bestandsnaam bevat een spatie en wijkt van de conventie af. De additional_nodes/ (settling-basin, recirculation-pump) volgen het 3-lagen-patroon niet: node.on('input') + switch(msg.topic) + console.log bij een onbekende topic (additional_nodes/*.js:30-31).

NaN op poort 1

getOutput() filtert niet-eindige species eruit, maar flow_total/temperature gaan via Number(...) en kunnen NaN worden zonder effluent/temperatuur (src/specificClass.js:97-100). aanname onzeker of formatMsg die twee velden alsnog wegfiltert — niet in runtime geverifieerd.

Configuratie

UI-defaults in reactor.html:17-58; schema/defaults in nodes/generalFunctions/src/configs/reactor.json. De adapter mapt via buildDomainConfig (src/nodeClass.js:19-36), het domein plat via _flattenEngineConfig (src/specificClass.js:38-56).

Belangrijkste editor-velden. De HTML-default van volume is 0., terwijl het JSON-schema 1000 geeft — de schema-default vult aan wat de editor leeg laat. Volledige defaults/enums: configs/reactor.json.

Veld	Default (html / json)	Betekenis
`reactor_type`	CSTR	keuze engine CSTR\|PFR (`configs/reactor.json:76-85`; `specificClass.js:58-68`)
`volume` (m³)	0. / 1000	reactorvolume (`baseEngine.js:30`)
`length` (m, PFR)	0. / 10	reactorlengte (`pfr.js:10`)
`resolution_L` (PFR)	0. / 10	aantal ruimtelijke cellen `n_x` (`pfr.js:11`)
`alpha` (PFR)	0 / 0.5	inlaat-BC-parameter (α=0 Danckwerts, α=1 Dirichlet) (`pfr.js:14,86`)
`n_inlets`	1 / 1	aantal inlaten (`baseEngine.js:32-33`)
`kla` (1/h)	null / 0	zuurstofoverdrachtscoëfficiënt; `NaN` ⇒ externe OTR (`baseEngine.js:37`, `cstr.js:17-19`)
`timeStep` (s)	1 / 1	integratie-tijdstap; intern → dagen via `(1/86400)·timeStep` (`baseEngine.js:40`)
`speedUpFactor`	1 / 1	versnelling t.o.v. realtime (`baseEngine.js:41,131-134`)
`S__init / X__init`	zie `reactor.html:27-39`	13 startconcentraties (mg/L; mmol/L voor `S_HCO`)

Kernformules

Alleen formules die letterlijk zo in de code staan. De ASM3-reactieterm gaat in een massabalans per engine-type; de zuurstofoverdracht drijft de S_O-transfer.

compute_dC = {stoi_matrix}^{T} \cdot rates, monod (c, K) = \frac{c}{K + c}, k (T) = k \cdot e^{θ \cdot (T - 20)}

symbool	betekenis	eenheid	herkomst
`stoi_matrix`	12×13 stoichiometrie (fracties, yields, N-/TSS-/ladingsparameters), getransponeerd	–	`asm3_class.js:101-120`
`rates`	12 procesreactiesnelheden (Monod/inverse-Monod × Arrhenius)	mg/(L·d)	`asm3_class.js:171-197`
`θ`	temperatuurcoëfficiënt, uit 2 ijkpunten `ln(k1/k2)/(T1−T2)`	1/°C	`asm3_class.js:149-163`

dC = (\frac{F_{i}}{V} C_{in} - \frac{Σ F_{i}}{V} C + reaction + transfer) \cdot Δt, OTR = kla \cdot (S_{O,sat} - S_{O})

symbool	betekenis	eenheid	herkomst
`F_i / V`	inlaatdebiet / reactorvolume	m³/d · m³	`cstr.js:13-14`
`transfer`	zuurstofoverdracht, alleen op index `S_O`	mg/(L·d)	`cstr.js:16-19`
`Δt`	tijdstap, intern in dagen	d	`baseEngine.js:40`
`S_O,sat`	verzadigings-DO, 3e-graads polynoom in T	mg/L	`baseEngine.js:72-74`

Verder lezen

EVOLV-spoor van deze node: lab.wbd-rd.nl/rnd-lab/projects/evolv-reactor — volledige URL: https://lab.wbd-rd.nl/rnd-lab/projects/evolv-reactor.
Node-eigen documentatie: docs/contract.html, docs/functional.html, docs/transport.html in de submodule.
Contractdetails: CONTRACT.md en de commando-registry src/commands/index.js.

Bron statische code-analyse van de werkkopie RnD/EVOLV (super-repo 74c4089, 2026-07-03) — submodule reactor geanalyseerd @ 18394c3b5ef2, plus het feitendossier van deze analyse. Analysedatum 2026-07-17.

Versheids-check op 2026-07-17 is git fetch gedraaid; de geanalyseerde HEAD (18394c3) is gelijk aan origin/main en er staan geen open fix-branches voor deze node open — de brief is volledig code-geverifieerd.

Methode statische code-analyse; elk feit draagt een pad:regel-verwijzing. De CSTR-respons en de console-payloads zijn getrouwe herimplementaties, vooraf met node tegen asm3_class.js + cstr.js doorgerekend (ASM3-parity exact, CSTR-trajectorie-parity exact; testcases als commentaar in de pagina-JS). Het PFR-profiel is node-voorberekend met de échte Reactor_PFR en statisch ingebed. Illustratieve aannames (voorbeeldreactor, influentsamenstelling) zijn expliciet gelabeld.

Beperking beschrijft de geanalyseerde revisie; gedrag op andere branches of deployments kan afwijken.

Contact R&D-lab · lab.wbd-rd.nl