MBBR工艺通过向反应池中投加一定数量的载体,形成悬浮态的活性污泥和附着态的生物膜,而增加系统中硝化菌的浓度,强化脱氮效果。国家对城镇污水处理厂氮磷标准的提高,污水处理厂寻求提标改造的有效方式,使得MBBR工艺逐渐应用于污水厂的升级改造中。本文利用ASM2d模型对提标改造后的西安市第四污水处理厂一期MBBR工艺进行模拟,并对脱氮除磷系统进行优化设计,提出了 MBBR工艺优化控制方案,并通过数值模拟验证该优化方案的可行性。对MBBR工艺建模并进行初步稳态模拟,得到模拟结果与实际运行存在偏差。分析得出污水厂受进水水质和地域环境影响,微生物生化反应环境存在差异,参数取值范围很大,因此需要根据水处理厂实际情况对模型进水组分及参数进行实测。通过敏感性分析了解了不同参数取值误差对模型输出结果的影响大小,进而选择对状态变量影响较大的参数。敏感性较大的动力学参数有异养菌衰减速率常数bH、自养菌最大生长速率μAUT、异养菌基于基质的最大生长速率μH;敏感性较大的化学计量参数有异养菌产率系数YH和自养菌的产率系数YAUT;进水组分敏感度分析中,对出水COD影响最大的进水组分是S1,进水组分SNH4对氨氮和TN的影响较大,Xs对氨氮和TN的浓度也有影响,发酵产物SA、进水SpO4对出水的总磷影响较大。对进水组分和参数进行测定。采用间歇OUR法,测得YH、bH、μH、μA的值分别为0.684、0.415d-1、5.100d-1、0.708d-1 YA在活性污泥中比较稳定,采用YA的理论值0.24,bA目前还没有有效的方法测定,使用ASM2d模型推荐值0.15d-1;测定进水组分,得到SF、SA、S1、Xs、X1、XH 的平均值分别为 51.8mg/L、35.8mg/L、28.9mg/L、204mg/L、41 .0mg/L、32.4mg/L,占COD的比例分别为13%、9%、7%、52%、10%、8%。进水组分与其他地区比较存在差异,表明水质特征跟不同地区污水的性质、来源等因素有较大关系。对模型进行校准,并用校准后的模型分析系统曝气(DO)、混合液回流比(R)、污泥回流比(r)、填料填充率(PR)、温度因素对工艺运行的影响。提出了优化控制方案为,高温季节控制DO在2.0～2.5mg/L范围内、R在1500%～200%范围内、r为600%～70%、PR 为 20%;低温季节可控制 DO 为 2.5～30mg/L、R 为 150%～200%、r为 70%～80%、PR为25%。若运行过程中脱氮效果不理想,首先考虑适当增大r,其次增大DO;若运行过程中除磷效果不理想,优先调控r,将r控制在合理的范围,其次,合理的控制DO。在同时考虑脱氮与除磷时,综合调控r和DO两个参数,再考虑调控其他参数。