考虑到电荷平衡的要求，假设SNH4并无气态氨氮存在，全部都是以铵态氮形式存在的。
7硝酸盐态氮及亚硝酸盐态氮SNO3（M（N）/L）
ASM2D中并没有划分出组分亚硝酸盐，因此SNO3代表着硝酸盐和亚硝酸盐的总和。在相关化学计量学的计算中，SNO3都是以硝酸盐来进行计算的，没有涉及亚硝酸盐。
8溶解氧SO2（M（O2）/L） SO2受气体交换影响。
9溶解性无机磷（主要是正磷酸盐）SPO4（M（P）/L）
考虑到电荷的平衡，假设在ASM2D模型中，50%质量分数的HPO42-和50%质量分数的H2PO4-也被包含在SPO4中，且PH不影响他们的取值。
10易生物降解基质SS（M（COD）/L）
易生物降解基质SS是指一些简单的低分子有机物，他们可以直接被异养菌消耗掉而促进了异养菌的生长繁殖。在活性污泥2D模型中SS主要包括SA和SF。
3.3.3.2颗粒性组分
为了方便表达和模拟，假设慢速生物降解组分都是以颗粒态存在于活性污泥系统中的。（实际上也包含着部分溶解态的基质，他们不能直接被微生物利用，而是需要水解成小分子然后再得以利用）
1硝化菌XAUT（M（COD）/L）
硝化反应需要靠硝化菌来完成，硝化菌能够利用氨氮或铵态氮在好养环境中进行消化反应，由于硝化菌属于自养菌，在此过程中不需要消耗有机碳来提供碳源，而是可以利用无机碳源来完成。硝化菌在硝化反应过程中需要耗费碱度，为保证硝化反应的顺利进行，需要保证好氧环境中存在足够的碱度。
2异养菌XH（M（COD）/L）
关于异养菌有许多假设，这些假设将异养菌视为一种理想态的菌种。它们可以在厌氧、缺氧、好氧不同状态下利用有机基质正常生长，且不仅能够在厌氧环境中发生大分子有机物的水解作用，在缺氧和好氧环境同样能够进行有机物水解。在此，尽管反硝化菌也是属于异养菌，但由于其已被单独划分出来了，这里
所定义的异养菌不包含反硝化细菌。
3惰性颗粒性有机物XI（M（COD）/L）
颗粒性惰性有机物可以来源于颗粒性组分降解而得到，也可以是进水直接带来的。在ASM2D系统中，XI同SI一样，并未得到去除，是COD的一直贡献者。
4金属氢氧化物XMeOH（M(TSS)/L）
划分出金属氢氧化物这一组分目的是通过模拟其与磷酸盐的结合从而来估算出化学过程去除的磷的量。XMeOH可以是通过进水而带进来的，也可能是模拟过程中外投加的。在相关化学计量学系数的计算中，这个组分均以氢氧化铁为基准，当然，也可以采用其他金属氧化物为基准，只是需要相应的改变化学计量系数以及动力学参数。
5金属磷酸盐XMeP（M（COD）/L）
上述所说的金属氢氧化物和磷酸盐结合的产物便是金属磷酸盐，统一以磷酸铁来计。若上述金属氢氧化物采用其他的基准，这里也相应作修改，化学计量系数及动力学参数也随之而作调整。
6聚磷菌（PAO）XPAO （M（COD）/L）
ASM2D中聚磷菌不同于ASM2中的聚磷菌，他认为聚磷菌中包含着一部分具有反硝化聚磷的作用，因此可以在缺氧环境中利用盐酸盐或亚硝酸盐来同时进行反硝化脱氮和吸磷。但应注意的是，聚磷菌XPAO 只是指明了菌体本身，不应包含聚磷酸盐XPP和细胞内贮存无XPHA,他们只是贮藏在菌体内部。
7聚磷菌的细胞贮存物质（PHA）XPHA （M（COD）/L）
聚磷菌的细胞贮存物质即为内碳源，它的主要成分是聚羟基链烷酸。XPHA虽与XPAO有关，但正如前面所叙述的并不包含在XPAO其中。XPHA只是为了模型的方便而划分出来的一个组分，它并不同于分析测定的PHA，也不能用化学法来对它进行测定，但可以以物料守恒的原理被反映在COD中。XPHA在化学计量学计算中都是以与聚β羟基丁酸相同的化学组成来考虑的，即其化学式为：C4H6O2。
8聚磷酸盐（PP）XPP（M（P）/L）
XPHA虽与XPAO有关，但正如前面所叙述的并不包含在XPAO其中。在生物除磷过程中，磷以聚磷酸盐形式被聚磷菌贮藏在体内，从而使得水体的磷浓度下降
模型中假定聚磷酸盐是颗粒态形式存在活性污泥系统的，其化学组成比例式为：（K0.33Mg0.33PO3）n。
9慢速可降解基质XS （M（COD）/L）
慢速可降解基质是指有机物不能直接被微生物利用，而是需要水解后才能得以被异养菌吸收利用。慢速可降解基质包括大分子有机基质、颗粒性有机基质、胶体态有机物。
10总悬浮固体XTSS （M（TSS）/L）
由于ASM2D模型划分出来两个化学沉淀过程，设计了磷的化学去除过程。及考虑到了活性污泥的其他无机成分，因此有必要对总悬浮固体的进行预测。在活性污泥2D号模型中，总悬浮固体的浓度可以利用化学计量学来进行计算。 3.3.4、生物过程
水体中的微生物数目十分庞大，构成了一个复杂的微生物体系，不同的微生物生长不尽相同，同种微生物由于环境的差异也出现不同得生长变化规律。因此，在活性污泥体系中，我们常常看到的是生物体的非均衡生长，这就要求对生物相进行划分，分部分进行模拟研究。
在ASM2D模型中，生物体被划分为三组，分别为异养菌、硝化菌及聚磷菌。这三种菌体用来近似模拟生物反应池中的众多种类的微生物。ASM2D中所涉及到的每一个生物过程都是作用于各基质的多种反应过程，模型中统一用COD来表述这些基质。
ASM2D中所有的过程都是基于各种微生物体的平均行为而表述的，且这些生物体都是在平衡态生长过程来模拟的。
1、水解过程
大分子有机基质、颗粒性有机基质、胶体态有机物等慢速可降解有机基质都不能直接被微生物利用，而是需要经过胞外酶的水解后才能得以被异养菌吸收利用。在ASM2D模型中，区分了不同的电子受体对水解过程的不同影响，即将水解过程划分为厌氧水解、缺氧水解及好氧水解，分别模拟其水解过程。
慢速可降解有机基质的厌氧水解过程表述了厌氧条件下（溶氧SO2≈0，氧化性化合物SNO3≈0）基质的水解过程。其水解速率均低于好氧条件下和缺氧条件下的水解速率。
慢速可降解有机基质的缺氧水解过程表述了缺氧条件下（溶氧SO2≈0，氧化性化合物SNO3>0）基质的水解过程。其水解速率低于好氧条件下的水解速率,高于厌氧条件下的水解速率。
慢速可降解有机基质的好氧水解过程表述了好氧条件下（溶氧SO2>0）基质的水解过程。其水解速率均高于厌氧条件下和缺氧条件下的水解速率。
2、异养微生物的过程
异养微生物参与的过程有：慢速可降解基质的厌氧水解、缺氧水解及好氧水解，厌氧环境中由SF到SA的厌氧发酵，缺氧环境中SF与SA的氧化降解和SNO3的反硝化脱氮，好氧环境中SF与SA的降解，以及异养微生物自身的衰减和溶解。
3、聚磷菌的过程
ASM2D中聚磷菌不同于ASM2中的聚磷菌，他认为聚磷菌中包含着一部分菌体具有反硝化聚磷的作用，因此可以在缺氧环境中以PHA作为内碳源，利用盐酸盐或亚硝酸盐来同时进行反硝化脱氮和吸磷。但是模型中并未考虑糖原的作用，糖原是一种重要的PAO碳贮存物质（ASM2D把PHA作为PAO的碳源贮藏物质，主要组成是聚羟基链烷酸）。
聚磷菌直接或间接相关的过程有：XPHA 的贮存，聚磷酸盐好氧或缺氧储存（好氧吸磷或反硝化吸磷），聚磷菌好氧或缺氧的生长，聚磷菌的衰减和自溶。
4、硝化过程
ASM2D模型中假设硝化反应是从氨氮或铵态氮直接生成硝酸盐，而中间不考虑经过亚硝酸盐状态。这是由于从铵态氮到硝酸态氮的硝化过程中间经历一个亚硝酸态氮，同样的，从硝酸态氮还原为氮气的反硝化过程中间也经历一个亚硝酸态氮，这样造成了模拟亚硝酸盐的复杂性。
硝化过程涉及的过程有：硝化菌的增殖生长，硝化菌的衰减及自溶。 5、磷酸盐的化学沉淀
在城市废水中，难免会有一部分金属离子存在，这样会与聚磷菌释放出的浓度较高的磷酸盐发生化学反应，产生沉淀从而降低了磷的浓度，同时也达到了去除金属离子的效果。
另外，若进水中金属离子浓度较低，为了强化磷的去除效果，也可以人为的投加适量的盐溶液。目前常用的金属离子盐溶液是铝盐和铁盐。
当然，若不需要化学除磷即可达到较好的除磷效果，则此过程可以弃之不用或从模型中删除。
磷酸盐的化学沉淀过程主要涉及到SPO4的沉淀过程以及SPO4的再溶解过程。
3.3.5、化学计量系数
1水解过程的化学计量学系数
下表汇总了水解过程中的化学计量系数，慢速可生物降解有机基质XS一部分降解为易生物降解有机基质SF，一部分转化为惰性溶解性有机基质SI。在此过程中，SNH4、SPO4、SALK可以通过守恒方程来计算得到。 序号 1 2 3
2异养菌XH的化学计量系数
下表汇总了异养菌XH的化学计量系数，下面对各过程的计量系数作如下说明： 序号 过程 4 5 6 7 8 9 利用SF的好氧生长 利用SA好氧生长 利用SF缺氧生长 利用SA的缺氧生长 发酵 溶菌 So2 SF 1 11?YHYH过程 SF SNH4 -YPHA ?2,NH4 ?3,NH4 SPO4 ?1,PO4 ?2,PO4 ?3,PO4 SI fsI fsI fsI SALK ?1,ALK ?2,ALK ?3,ALK XS -1 -1 -1 XTSS ?1,TSS ?3,TSS ?3,TSS 好氧水解 1-fsI 缺氧水解 1-fsI 厌氧水解 1-fsI SA SNO3 1?1YHSN2 XI ?XS XH 1 1 1 1 ?1?YH2.86YH 1?1YH 1 1?YH2.86YH 1?YH2.86YH -1 n?Qmaxsin?Nbh1v?1?YH2.86YH fx 1-fx -1 ——4过程和5过程是异养菌分别基于可发酵有机基质SF及发酵产物SA的好氧的生长过程。这两个过程被认为是两个平行的过程，假设他们有相同的最大生长速率μm和相同的产率系数YH，过程中需要消耗营养物质氮磷（SNH4与SPO3）、溶解氧SO2、可能需要的碱度SALK以及相应过程的可发酵有机基质SF或发酵产物SA。