曝气生物滤池(BAF)作为一种出水水质好、抗负荷能力强、节省占地的生物膜工艺,在污水处理领域有着广泛的应用。本研究根据某处理厂BAF工艺曝气效率不高、耗能大的问题,选用流体力学基本控制方程、欧拉多相流模型,多孔介质模型以及k-ε湍流模型对曝气生物滤池池内曝气系统进行了多层次的数值模拟。首先对池底配气管道内气体流动进行了二维模拟,包括环状管道、单边及中心进气枝状配气管道三种形式,通过对模拟得到的速度和压力分布特点分析得出:原有双进气立管环状配气管道的滤池池角出现曝气死区是由其流场决定的,提高进气流量或改为单进气环状独立配气管道也不能完全解决问题;在总耗能不变的前提下,中心枝状及单边枝状进气均可达到良好的曝气均匀性。通过对BAF池内有无滤料两种情况下的二相流三维模拟分析比较得出:曝气管立面上的气含率都要高于曝气管之间的立面,在高度上气含率逐渐增大且分布也趋向均匀,但有滤料情况下气含率要更高。最后对滤池滤料的因生物膜生长的变化所带来的气液二相流的变化进行了小尺度数值模拟研究,通过对滤料粒径增大前后的速度和湍动能分布分析得出:滤料表面生物膜的增厚,降低了滤料颗粒之间的空隙率,空气和水的速度增大,湍动能变大,使更多悬浮物冲刷到滤料上层,加剧了上层滤料的堵塞,水头损失增加。这些可为BAF的曝气管道布置方式及工艺的优化提供有应用价值的参考。