我国工业化和城市化进程的快速发展过程中产生了越来越多的工业废水和生活污水。为了解决日益严重的污水处理问题不仅需要建设更多的污水处理厂，更需要高效的污水处理方式。曝气生物滤池作为一种近年来发展起来的高效的深度污水处理设备得到了广泛的应用。然而传统的曝气生物滤池中滤料处于固定状态，运行过程中存在容易发生堵塞、生物膜老化以及反冲洗频率高等问题。为了解决这一问题，本文中结合曝气生物滤池本身特点提出了一种流化态曝气生物滤池。即通过选用合适的运行参数使滤料处于流化状态，增大流场的湍动强度以利于滤料表面老化生物膜的脱落和更新，同时悬浮物质也不会在滤料层堆积堵塞，从而保证了曝气生物滤池稳定和高效地运行。为了使滤料处于合理的流化状态，本文使用计算流体力学方法，采用欧拉-欧拉双流体模型和k-ε湍流模型模拟了曝气生物滤池滤料颗粒和污水两相的运动状况，研究了不同污水进口速度、滤料密度、滤料粒径以及滤料初始填充高度条件下的流场、浓度分布、滤料轴向速度分布等，分析了这些参数的影响，并依据模拟结果选择了合适的运行参数。为了验证所提出的方法和选择的参数在曝气生物滤池污水处理过程中的实际效果，本文设计并搭建了小试试验台.依据模拟中所选参数进行实验，实验结果表明在所选择的参数下曝气生物滤池中的滤料处于稳定的流化状态，对不同浓度的人工污水COD的去除率可以稳定在80%以上，最高可以达到89.3%。与传统的固定滤料曝气生物滤池相比，在长期运行过程中COD去除率保持在一个较高的相对稳定状态，不会出现堵塞和生物膜老化的问题，节省了反冲洗过程，大大增大了曝气生物滤池运行的稳定性。实验证实了本文中所提出的方法的优势，也验证了数值模拟在曝气生物滤池两相流模拟和参数选择上的正确性和优越性。