曝气生物滤池(BAF)是一种集SS去除、有机物去除、硝化功能于一体的水处理技术。论文进行了曝气生物滤池处理合成废水的实验,建立了基于生物膜传质与反应理论的生物膜多基质模型(Biofilm Multiple-Substrate Model,BMSM)以及基于体相均匀生物膜概念的一维BAF反应器模型。在此基础上,以Matlab语言为平台开发了应用程序对曝气生物滤池的运行稳态进行了模拟。针对以往生物膜模型只考虑单基质生物降解过程的情况,选择国际水协开发的活性污泥3号模型(ASM3)为原型进行了简化,将简化的ASM3与生物膜传质与反应方程相耦合,建立了生物膜多基质模型。以该模型为基础,运用体相均匀生物膜概念,导出了BAF反应器一维模型。模型方程显示,出水基质浓度与生物膜表面积相关,与反应器体积无关。自行设计加工了的以陶球为滤料的二段式曝气生物滤池反应器,分为碳氧化段和反硝化段。测定了生物膜膜厚、生物膜干密度、反应器比表面积、去除效率等参数,计算了生物膜扩散系数及生物膜面积等。对BAF反应器一维模型进行了灵敏度分析,分析结果显示,出水水质对大部分动力学参数的灵敏度都比较低,对生物膜参数如表面积、膜厚、活性附着生物量等参数的灵敏度较高。根据灵敏度分析对模型参数进行了调整校核,校核后的模型计算模拟值与曝气生物滤池实验值在较大范围内相吻合,说明模型在描述基质去除方面比较可信。运用模型对曝气生物滤池的稳态运行进行了模拟,考察了COD、NH4+-N、NO3-N沿填料高度浓度上的变化。论文建立的生物膜多基质模型(BMSM) 能够很好地模拟曝气生物膜滤池的稳态运行,为曝气生物滤池的研究开发、工艺设计、运行管理提供了有价值的参考资料。论文还提出了需进一步的研究的问题。