在实验室条件下分别比较了完全混合活性污泥反应器中不同曝气量、搅拌转速下、推流式曝气池中不同结构参数下活性污泥处理系统的特性，在此基础上分别利用PIV（Particle Image Velocimetry）技术和CFD（Computational Fluid Dynamic）技术对活性污泥处理系统中的剪切作用和扩散特性进行了分析，研究了水力条件对活性污泥处理系统的影响规律，揭示了水力条件对活性污泥处理系统的影响机制，提出了优化活性污泥处理系统结构和运行参数，改善系统水力条件的措施和建议。研究结果表明：在试验选择的剪切作用范围内，活性污泥处理系统对COD和NH₃-N的降解能力和效果随剪切作用的增加先升高后降低，活性污泥的微生物数量和污泥沉降指数则随剪切作用的增加先减少后增加，微生物活性则表现为随剪切作用的增加先增加后降低的规律。在水温、pH值、营养物质浓度等环境条件适宜的情况下，活性污泥处理系统对COD和NH₃-N的降解能力和效果随曝气池长宽比的增加、宽深比的减小先升高后降低，活性污泥的微生物数量和污泥沉降指数则随长宽比的增加、宽深比的减小先减少后增加，微生物活性则表现为随之先增加后降低的规律。水力条件对活性污泥处理系统的影响是通过干扰活性污泥微生物聚集生长的微观环境实现的，调节活性污泥处理系统的运行和设计参数，优化系统的剪切作用和扩散特性，可以强化活性污泥的特性和功能，改善活性污泥系统的运行效果。