我国城镇化的快速推进使得城镇污水厂的受纳水量也随之快速增加,常造成一些污水处理厂近期建设完成后,远期水量的增长速率远超过项目立项时的水量增长测算,即便提前启动远期设施建设甚至扩建,也需要必要的审批程序和建设周期,因此诸多快速城镇化的地区的城镇污水厂常会面临一段较长时间的超设计水量运行的情况,当服务区域包含有老城区时,合流制管网在夏季转输而至的混合污水将使得在旱季本来已经接近甚至超过设计水量的污水厂面临巨大的压力,因此在这种情况下如何尽力挖掘已有的设施和设备处理潜力,通过优化调控和增加少量辅助手段,保证污水厂在这类极端状况下能够最大限度地降低污染物浓度,确保出水达标是一个现实的技术需求。本研究依托了重庆市某循环式活性污泥工艺（CAST）污水厂,通过实验检测和调研分析,提出调试预案,并利用Fluent和WEST软件运用计算流体力学模拟和活性污泥动力学模拟相结合加以分析预测,最终提出了该厂超设计水量工况下的优化运行调控方案。在Fluent软件中建立了以VOF（Volume of Fluid）模型、标准模型和组分输运模型为求解基础的CAST主反应池动力学模型,旨在分析进水对于CAST池主反应区底泥和出水口的扰动逐时变化规律,通过模拟得出了滗水阶段同时进水的主反应池进水组分占比图,速度分布图以及速度矢量分布图,并认为在进水时间为10min～15min时,出水口进水占比从0增加到0.1左右;在进水时间为16min～20min时,出水口扰动加大,出水口进水占比从0.1增加到0.5左右;在进水时间为21min～25min时,出水口进水占比从0.5增加到0.6左右。进水口处的流速比池体内大,导致进水水流上方出现回流区,且回流区范围随着进水量的增加而变大,最终达到稳定。在WEST软件中建立了基于ASM2d活性污泥模型的CAST工艺污水厂模型,通过对污水厂进水组分进行实测分析,获得了用于修正模型的组分参数数值的实测数据。通过对进出水进行现场测量和分析,获知了污水厂进水水量和进出水水质变化规律,以及影响出水达标排放的主要水质指标。将模型进行灵敏度分析后,得到动力学参数中的衰减速率（）、溶菌和衰减的速率常数（）和PP贮存的速率常数（）,化学计量学参数中的聚磷菌产率系数（）、异养菌产率系数（）和贮存所需要的参数（）对出水水质指标有较大的影响。将灵敏度较高的参数进行了手动调整,得到了参数校正值,将其取代原参数输入到软件中重新进行动态模拟,得到的模拟值与出水实测值比较吻合,因此认为该模型基本反映出污水厂的实际运行情况,可以将其用于后续的参数调控分析中。结合Fluent软件模拟得出的滗水阶段同时进水的流场状态分析结果,选取了从12min～22min以2min为时间间隔的进水时间取值组,将其作为WEST软件中滗水阶段同时进水的时间t1的取值,周期参数进水时间T1为原进水时间45min与t1的差值。经过动态模拟后得到了不同进水时间下的出水水质变化结果。随着滗水阶段同时进水的时间增加,出水COD、TN、TP、氨氮和SS浓度都出现了不同程度的增长,其中COD、氨氮和SS的增长速度较快,TN和TP的增长较平缓。这与污水厂对COD、氨氮和SS的去除浓度较高有关。进水时间T1为33min、31min和29min时的出水水质一级B标达标率与原进水时间45min时的达标率基本保持一致;当T1缩短为27min时,出水达标率出现了大幅下降;当T1继续缩短为25min和23min时,达标率仍然保持下降趋势;在T1=23min时出水水质几乎全部超标。因为既要解决污水厂处理水量超出设计水量的问题,又要保证出水水质达标,所以综合分析后选取进水时间T1=29min,作为调控处理水量及保证出水水质的最适进水时间取值。其模拟出水COD、TN、TP、氨氮和SS的一级B标达标率分别为100%、90%、50%、100%和87%,在此条件下每个运行周期时间可以压缩16min,若按暴雨流量冲击影响3个周期来估算,这三个周期的进水量可比原运行模式增加1/3,有效地提升了污水厂的处理能力。针对调控措施难以通过生物除磷实现TP达标排放的问题,研究对该厂的化学除磷进行了烧杯实验。选取三氯化铁作为除磷剂,PAM（聚丙烯酰胺）作为助凝剂,在CAST池出水混合井附近增设临时投药设备,若CAST出水TP浓度超过1.0mg/L则按30m L/m~3投加,若在0.5～1.0 mg/L范围内则按20m L/m~3投加。此措施可有效降低出水TP浓度,并对出水SS进一步控制。本研究通过Fluent和WEST仿真模拟联合运用获得了CAST工艺污水厂应对进水量超设计值时的优化调控模式,该模式可充分利用既有设施设备提高处理能力,在一定程度上减少雨季混合污水冲击带来的溢流风险,研究的成果可为序批式工艺污水处理厂提供应对流量冲击的应急调控技术参考。