目前我国环保产业发展迅速,但是在环保设备研究开发,尤其是自主创新的环保设备研究开发与环保产业的发展尚不适应。用于活性污泥法的曝气设备品种与质量均不能满足环保产业发展需求,研究开发新型的曝气设备具有实际应用价值。　　 环保产业“十二五”期间的发展目标要求研究开发一批具有国际先进水平拥有自主知识产权的环保技术和产品,巩固和提高一批具有一定优势,国内需求量大的环保技术和产品,推广和应用一批先进、成熟的环保技术和产品。　　 活性污泥法是我国污水处理厂目前采用的主要二级处理方法,活性污泥法中至关重要的环节是溶解氧浓度的控制,溶解氧浓度低或高会造成出水水质不达标或曝气过量,这些都会直接影响活性污泥法的处理效果。因此,调节活性污泥法污水中的溶解氧浓度,是目前各个污水处理厂要解决的主要问题,而控制曝气机的运行方式及选择合适种类的曝气机是主要解决方法。本课题以双叶轮液下曝气机为研究对象,通过对其开发设计、数值模拟优化、实验研究相结合的方法,分析其在不同转速下的充氧性能,建立转速与充氧能力间的数学模型,为其优化运行提供基础研究,本文的主要工作为:　　 1.根据曝气相关理论、氧传质理论、气液两相流理论提出双叶轮液下曝气机结构,利用流体机械设计理论及船用推进器相关设计方法设计双叶轮液下曝气机风叶轮及水叶轮,并利用CAD软件实现水叶轮的计算机辅助设计；　　 2、对设计的风叶轮、水叶轮进行三维造型,利用CFD软件对风叶轮、水叶轮进行流场数值模拟,优化曝气机结构设计,通过对比选取的曝气机结构设计参数,水叶轮选用3叶片混流泵,风叶片选择3叶片搅拌器转轮；　　 3.对所设计的双叶轮液下曝气机进行风叶轮、水叶轮及整机试验研究,测量其充氧能力,计算氧利用率,推导转速与充氧效果之间关系,对双叶轮液下曝气机与普通液下曝气机在同功率、同样潜水深度进行充氧能力对比,对同功率不同潜水深度曝气机进行充氧能力对比,从对比结果可以看出,所设计的双叶轮液下曝气机充氧能力比同类普通液下曝气机高10％；　　 4、创建溶解氧模糊控制器来实现双叶轮液下曝气机优化运行,在综合考虑双叶轮液下曝气机充氧性能各种影响因素情况下,提出实现最优化的运行方式。