在众多的污水处理工艺中，活性污泥法凭借其较好的处理效果和方便的运行管理，在城市污水厂中得到广泛应用，但是活性污泥法的设计运行水平还非常依赖于经验。本课题研究的目的在于建立一个基于活性污泥2号D模型的准确实用的活性污泥脱氮除磷数学模型，确定典型生活污水的水质特性和模型参数，并研究数学模型在污水厂工艺改进及改造过程中所起的作用，促进活性污泥数学模型在我国的研究和应用。 为了达到这个目的，研究内容包括了建模平台的选择、数学模型的建立、污水水质的测定、模型的校正和验证以及模型在污水厂的实际应用。 本文在回顾国内外活性污泥数学模型研究的基础上，深入系统地阐述了活性污泥工艺的生物反应机理，分析了模型中尚待解决的主要问题，清楚的勾勒出活性污泥数学模型的发展轨迹。选取ASM2D模型为平台，结合生物除磷代谢机理，形成综合的活性污泥机理模型。 污水特性分析是模型应用于实际污水厂的前提和基础，本文初步探讨了有关模型组分的测定方法，针对实际的城市污水进行了水质参数的转换。在此基础上，用实际污水数据对模型参数进行了校正。 最后，利用综合的脱氮除磷模型对滨河污水厂的运行进行了稳态和动态模拟，通过实测值与模拟值的对比，说明了模型能够比较准确的模拟滨河污水厂的A2/O工艺。同时通过调整污水厂的运行方式，初步探索了污水处理厂优化运行的方法。