水是人类及一切生物赖以生存的必不可少的重要物质,是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。由于全球气候条件变化,人类可利用的天然水资源越来越少。与其他自然资源不同的是,水资源是可再生资源,所以现在往往采用回收和处理工业废水和生活污水来扩大水资源的利用。目前出现了许多新的污水处理工艺,活性污泥法仍是首选工艺,而曝气池是活性污泥法的心脏,尤为重要。为了保证微生物有足够的氧进行物质代谢,曝气池通过曝气,增加污水中的溶解氧的含量,使氧气、活性污泥、营养物充分混合,使污泥处于悬浮状态。’从流体力学的角度来说,这些作用都是通过气液两相流动来实现的。所以气液两相流的角度出发,通过曝气池内曝气管的孔径尺寸及曝气量的变化来研究曝气池内流速及流态,深刻地理解曝气池内流场的流动特性,对促进曝气池内生化反应,提高污水处理的效率有着重要意义。.也为实际运行和工艺设计优化提供理论指导。本文在参阅了大量的国内外资料基础上,设计了一套曝气池实验模型装置,并采用PIV(粒子图像测速技术)技术来研究曝气池内不同状态下气泡及液体的运动规律。本论文的研究方法及研究结果：(1)设计了一套曝气池实验模型装置,该装置可以观测曝气气泡及液体的流速、流态,并且能观测改变曝气量时流速及流态的变化。(2)采用粒子图像测速技术,获得了不同参数条件下,装置内的流态特性。(3)对于相同的水深和相同的曝气孔径,曝气量是影响流态流速的主要因素。当曝气量增加时,流态越复杂,流速越快,反之越简单、越小。(4)利用计算机语言程序实现了对图片的处理,为实验研究节省了大量时间。(5)选择的示踪粒子经济实惠,适用于本论文的研究过程。