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氧化沟工艺在目前水处理领域中应用广泛,表面曝气机是氧化沟工艺的核心动力设备,直接决定氧化沟处理污水的效率。数值模拟可以形象、准确地描述流体内部的流态分布,是水处理领域的一个新的研究方向。因此,本文运用FLUENT软件对氧化沟内水流的流场进行数值模拟,分析得出最优工况。本文采用标准k -ε湍流模型和多重参考坐标系模型（MRF）,并采用SIMPLEC算法,对32m（L）×8m（W）×4m（H）氧化沟内的流场进行三维数值模拟。根据工程实际对氧化沟内流场的要求,对比分析了在曝气机功率为12kW时氧化沟内的湍动能及流速场分布,得出最优工况。首先,对影响氧化沟流动特性的几个关键因素——表面曝气机叶片形状、叶片数目、曝气机浸深及曝气机附近弯道导流墙的半径进行单因素分析,得出当曝气机采用10叶片的机翼型叶片,曝气机浸深为0.5m,曝气机附近弯道导流墙半径为0.5m时表面曝气机对氧化沟内水流的混合推动力最大,为最优工况。其次,采用正交实验方法分析曝气机叶片形状、叶片数目、曝气机浸深及曝气机附近弯道导流墙半径对氧化沟断面及沟底平均流速的影响,通过对各因素进行方差和显著性分析,并考虑交互作用的影响得出:曝气机叶片形状和叶片数目是影响氧化沟断面及沟底平均流速的最为显著的因素。当曝气机采用10叶片的机翼型叶片,曝气机浸深为0.5m,曝气机附近弯道导流墙半径为0.5m时为最优组合。由多元线性回归得到氧化沟断面平均流速与各因素之间的线性关系为:y =0 .1637+0.01456x1+0.1198x2-0.00355x3;氧化沟沟底平均流速与各因素之间的线性关系为:y =0 .06593+0.01121x1+0.03275x2+0.00195x3。最后为了进一步对曝气机进行优化,本文对曝气机叶片的扭转角度进行优化分析,得出叶片扭转角度为20°时的流场最符合工程实际的要求。本文运用数值模拟的方法计算分析了各因素对氧化沟流动特性的影响规律,较好的掌握了各因素在方案设计中的优先级别,对工程实践有着不可或缺的预测意义,避免较差工况的产生,节约能耗。