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严格的排放要求和节能降耗的需求,对污水厂的运行提出了更高的要求。本文某县级市城市污水处理厂为研究对象,调研分析了污水处理厂改良型A2/O工艺和Orbal氧化沟工艺的实际运行状况及存在问题,利用WEST软件构建了两种工艺的数学模型,开展工艺的优化运行研究,提出并实施了工艺的优化运行方案,有效提高了污染物的去除效率,并降低了运行能耗。主要研究结果如下:（1）改良型A2/O工艺平均进水水量为7735m3/d,工艺对COD、TN、TP和NH4+-N的平均去除率分别为88.29%、50.11%、72.08%和94.78%,冬季低温导致NH4+-N出水浓度波动较大且出水TN有个别超标现象。Orbal氧化沟工艺的平均进水水量为7593m3/d,COD的去除率高于86%,TN和TP的平均去除率分别为59.24%和71.1%,夏秋季节NH4+-N的去除率高于95%,冬季出现NH4+-N出水浓度超过5mg/L的现象。（2）改良型A2/O工艺通过微生物的降解与吸附作用、好氧菌的呼吸作用及脱氮除磷过程实现COD的去除,NH4+-N在好氧区通过硝化反应去除,TN的去除发生在缺氧区内,预缺氧区分担了超过20%的脱氮功能,脱氮效率不高是因为好氧区曝气过量破坏了厌氧与缺氧环境且进水为低碳源水,反硝化碳源不足,工艺对P的去除主要依靠化学除磷,原因为好氧区DO浓度过高,排泥量较少,污泥活性较低。Orbal氧化沟工艺对COD的去除主要发生在厌氧池,NH4+-N通过在中沟与内沟的硝化反应去除,TN主要通过在厌氧池和外沟的反硝化反应去除,进水低碳源和外沟曝气过量,出水NO3--N浓度较高,影响脱氮效果,超过50%的TP依靠化学加药除去,增加了污水处理成本。（3）利用WEST软件构建改良型A2/O和Orbal氧化沟工艺在不同季节下运行的模型,经进水组分测定、参数灵敏度分析和参数调整,误差均在可接受范围内。模拟得改良型A2/O工艺的优化条件为:春、夏、秋季DO13mg/L、排泥量100m3/d、内回流比1、外回流比0.8;冬季DO23mg/L、排泥量75m3/d、内回流比1、外回流比0.7,液态PAC的投加量均降至0.07kg/m3水。Orbal氧化沟工艺的优化参数为:春季内回流比0、外回流比0.8、排泥量90m3/d;夏、秋季排泥量100m3/d,其余参数同前;冬季外回流比1,其余参数同春季;春夏秋季除磷药剂投加量为0.07 kg/m3水,冬季为0.09 kg/m3水。（4）优化方案实施于改良型A2/O工艺的实际效果为COD平均去除率达88.08%,NH4+-N平均去除率达89.99%,较优化前有所增加,TN的平均去除率较优化前增加了5.61%,TP的平均去除率较优化前提高了2.12%。优化方案的实施使硝化反应降低,反硝化效果增强和好氧区实现部分SND,同时好氧区吸磷量增加和缺氧区反硝化除磷的发生使得近50%的TP通过生物除磷途径去除,优化方案实施阶段电耗均值为0.38kW·h/m3,较优化前同期降低了7.87%,化学除磷药剂的日均使用量下降12.3%。上述结果表明,WEST软件可用于污水处理工艺的仿真模拟与优化运行研究,为污水处理工艺的稳定运行和节能降耗提供了技术支撑。