传统微孔曝气器的机理研究无法在提高曝气效率上有突破性成果,因此,寻求新的曝气运动方式、充氧模式成为了较好的突破点。本文研究的膜片振动式微孔曝气器是通过膜片的运动减小气泡尺寸、增加池内水体紊动程度的作用,实现提高充氧效率,降低污水处理能耗的目的。本文首先在经典的传质模型基础上,提出了膜片振动式微孔曝气器的氧传质模型,分析影响曝气传质的因素,找出影响充氧效率的关键参数。然后通过对气泡形成理论的研究,建立了膜片振动式微孔曝气器的气泡生成过程的受力分析,论证了利用膜片的振动可减小气泡尺寸、提高水体的紊动程度的可行性。设计制作了自激振荡微孔曝气器、脉冲微孔曝气器和曝气充氧实验装置。最后,介绍评价曝气性能指标和计算方法,编写相应的MATLAB程序。将所设计的脉冲微孔曝气器进行曝气充氧实验,观察其工作状况,并通过试验数据分析发现,所设计脉冲曝气器在提高曝气充氧效果上有一定作用,验证膜片振动式微孔曝气理论的正确性,即通过膜片的振动减小气泡尺寸、增加液体紊流程度可进一步提高现有微孔曝气器的充氧效率。统计分析结果表明：膜片的振动,可增加曝气池内污水的紊流程度、加大液膜的扩散系数和减少液膜厚度,促进气液接触界面不断更新,提高气液接触时间和气泡的滞留率,从而提高氧转移速率；膜片的振动拉伸、挤压使气泡脱离孔口,形成小气泡。气泡越小,气液接触面积越大。气泡在液体中上升的时间越长,氧的转移效率就越高。试验还发现微孔膜片的凸起角度和膜片材料对其曝气充氧效果有一定影响。本文的研究,对探索微孔曝气器不同运动方式下的曝气充氧机理具有一定的参考价值,为提高充氧效率提供了新的方法。