随着经济社会快速发展,位于干旱区的新疆城市环境和水污染已经成为了需要解决的迫切问题。在新疆中小城市建设运行的污水厂一般都同时承担着处理生活污水和部分工业废水的任务。在新疆,尤其是在年际气温变化巨大,夏季炎热冬季寒冷,工业废水难处理的北疆地区,如何在对现有污水处理设施进行运行效果分析的基础上对控制参数进行优化,具有十分重要的理论和实际意义。这样做不仅可以提升污水处理的效率和效果,而且提高系统运行对冲击负荷和温度巨变的稳定性,为干旱区宝贵的污水水资源得到回用提供依据。本研究以新疆北部三个县市的中小型污水处理厂为背景,介绍了污水处理厂的工程及运行概况,如位于昌吉的昌吉排水有限公司第二污水处理厂采用二级生化氧化沟工艺,位于阜康市的新疆油田公司准东采油厂水务公司改良型氧化沟工艺,位于奇台县的奇台县污水处理厂采用卡鲁塞尔氧化沟等,由于三个污水处理厂进出水水质数据相似,因此选择其中一个有代表性的污水处理厂。首先,对该污水处理厂的实际运行的状况和运行数据进行详细分析,在此基础上又分析了有可能对此污水处理工艺的处理效率和效果产生影响的可能因素,并且对现有污水厂工艺运行状况进行全面评价。其次,根据上一步对运行数据的分析和评价,对现有工艺提出改进方法,对参数进行优化调整,目的是为污水处理各项指标和运行状态最优。最后,利用ASM2D模型(活性污泥数学模型)对污水处理厂控制参数进一步调整,根据各项指标建立较为适用性和符合真实状况的仿真参数模型,以便对现有控制参数优化。本研究以仿真参数模型和模拟参数数据为基础,进行工艺参数调整明确其效果,以期本研究成果可以在污水处理领域广泛应用和推广,达到降低城市污水处理厂成本及提高处理效果和运行稳定的目标。