曝气池是污水好氧生化处理系统中普遍采用的重要构筑物，曝气池内的气泡羽流运动分布规律直接影响到曝气池内气－液－固三相的接触和混合效果，同时也影响着曝气过程中气相中的氧向液相中迁移转换的速率，进而影响到污水净化的效果和运行能耗。因此，进行曝气池内气泡羽流运动分布特征和氧转移规律的研究，可以为曝气系统的优化设计提供理论参考依据，具有重要的理论和工程研究价值。本研究通过构建圆柱型曝气模拟装置，采用PIV图像采集系统，通过图像处理和粒子跟踪测速的方法对不同工况下气泡羽流运动分布规律进行研究，获得了气泡羽流的速度场分布情况，并分析了气泡羽流的运动分布规律及其对氧传质速率的影响，再通过测算各工况下氧总转移系数和氧转移效率的变化规律，验证分析结论。本文取得的最后研究成果主要有：　　 (1)图像预处理能够有效的减少无用和错误信息对后续处理的干扰，降低速度场信息提取的难度，提高粒子跟踪测速算法的精度；在速度场信息的提取中，基于评价粒子轨迹光滑度的4帧粒子跟踪测速法能够在低密度粒子图像下，快速准确的提取速度场信息。　　 (2)研究表明，曝气量、纵横比和曝气器布置间距对气泡羽流的运动规律和速度分布产生不同的影响。曝气量的增加不会明显提高流场平均速度，但会导致流场底部速度过高；纵横比对流场平均速度影响较为明显，随着纵横比的增加气相速度有明显增大；当曝气器布置间距为6.25cm时，流场平均速度要小于其他两种布置间距，且当曝气器布置间距为8.33cm时，流场平均速度略大于布置间距为4.17cm情况。　　 (3)在采用清水进行曝气的条件下，氧总转移系数随曝气量的增大而增加，但氧转移效率基本维持恒定；随着纵横比的增加，氧总转移系数随纵横比的增大而减小，而氧转移效率随纵横比的增大而增加；随着曝气器布置间距的变化，氧总转移系数与氧转移效率的变化规律相似，当曝气器布置间距为6.25cm时，氧总转移系数和氧转移效率要高于曝气器布置间距为4.17cm和8.33cm两种情况。