随着我国经济的飞速发展和人们对生活品质要求的提高，国内污水处理厂的数量不断增多。但是，目前我国污水处理行业自控水平还相对不高，特别是生物处理环节的曝气控制，由于其复杂性，大多采用人工设置和手动控制模式，不能满足生物好氧反应的实时供氧需求，出现过量曝气导致能源浪费和污泥膨胀等后果，有时又会出现曝气不足导致脱氮效果不佳，影响出水水质。本文针对基于曝气生物滤池工艺的污水处理厂进行曝气控制的研究。通过分析BAF工艺在碳化和硝化反应过程中影响出水水质的因素和耗氧规律，采用gPROMS软件建立C/N BAF的水质和耗氧模型，并根据实际污水厂的数据进行模型的仿真验证；通过分析不同类型鼓风机的压力、流量、能耗的特点，确定适合BAF工艺的鼓风机选型，并进一步采用gPROMS软件进行三叶型罗茨风机、电机和变频器的建模，模拟鼓风机在不同工况时的容积流量、容积效率和耗电数据。为了实现节能增效的目标，本文对曝气生物滤池的曝气控制采用“需氧量实时计算+鼓风机速度调节”的控制策略，在PLC编程软件Unity Pro中建立控制程序，以出水水质目标作为约束，根据进水流量、氨氮浓度等计算BAF的需氧量，自动控制罗茨风机的速度，在满足出水水质要求的情况下，实时调节曝气流量。论文实现了PLC控制程序与仿真模型的实时数据交换，用于验证曝气控制策略。鼓风机在自动控制模式和手动控制模式下的出水水质和能耗的仿真结果表明，在本课题试验情况下，采用“需氧量实时计算+鼓风机速度调节”控制策略时比手动控制模式时的鼓风机能耗节省约27％。