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好氧活性污泥法是污水处理厂主要采用的生物工艺,其运行中,曝气系统所占能耗最大,为污水处理厂节能重点。其中,溶解氧机制模型的完善与合理性对于溶解氧及好氧活性污泥法的控制十分重要。而目前,溶解氧机制模型主要以氧传质为主,对其所涉及的水质等多种因素的具体影响考虑甚少。因此,本论文针对这一情况,结合ASM2D模型研究基础,建立实验室SBR工艺,分析考察了多种进水水质下条件下COD组分与DO之间的关系,以探讨水质组分影响下的DO机制。本论文主要从以下几部分进行了研究:(1)在ASM2D模型的基础上,提出了优化控制溶解氧的新方法。基于目前污水处理厂对溶解氧的控制主要采样粗放式控制和自动控制的现状,结合活性污泥数学模型,提出了优化控制溶解氧的新方法。(2)对水质模型的特性进行初步研究。探究了城市混合污水处理厂和城市生活污水污处理厂的水质与COD组分(S_A、S_F、S_I、X_S、X_I)随时间的变化规律,并与国际水协(IWA)报道的典型值进行对比,测定结果发现:实际测得的污水处理厂COD组分范围值与IWA报道的典型值存在较大差异。这主要是由于污水处理厂进水的地区差异(饮食结构差异+工业废水组分差异)引起的。(3)探究了曝气量对溶解氧的影响。通过比较不同曝气量(1.0、1.5、2.0、3.0 L/min)下的生物量和水质(COD、NH4+-N、TP)的去除效果,以及不同监测位点DO的稳定性。实验结果表明:生物量和水质去除效果都随着曝气量的提高而提高,在2 L/min时处理效果较好。(4)研究了人工模拟配水COD组分(S_A、S_F、S_I、X_S、X_I)对DO的影响,分析了这些组分对水体中DO影响强度的大小。通过生化反应过程中的物料平衡与氧平衡,初步建立了活性污泥系统中基于COD组分的DO数学模型,通过额外的水质数据对建立的DO模型进行了验证,具有较好的相关性。其DO与COD之间的实验模型如下:在ASM2D模型基础上,结合曝气量、生物量MLSS及实验水质模型COD组分对DO的影响,建立的动态模型如下:通过额外水质数据对上述模型进行了验证,考察了模型的准确性和相关性,指出了模型的不足以及可以优化的方向,为以后的研究工作提出建议。