在现阶段工业污水处理工艺的生物处理流程中，为污水中活性污泥供氧主要采取以鼓风机和曝气器为主组成的曝气系统。然而，传统曝气系统耗能较高，效率却相对较低。因此，对新型、高效、节能的曝气充氧工艺进行研发，一直是污水曝气处理的重要课题。对于传统曝气工艺存在的缺陷，国内研究人员在借鉴迷宫螺旋泵和螺旋密封相关工作机理的基础上，首次对迷宫螺旋泵的污水曝气性能做了初步探索，并首次提出了专用于污水曝气用迷宫螺旋泵——螺旋曝气泵的设计构想。然而，螺旋曝气泵气液混输机理、气泡上浮速率、溶解氧含量等主要参数的影响机理尚待进一步的研发，使得此项新型充氧技术在短期内难以投入工业生产应用。这正是本文进行螺旋曝气实验装置设计和研究的根本目的。本文从螺旋曝气泵的理论分析、结构设计、实验研究和综合分析四个方面开展研究，主要工作如下：（1）基于当前螺旋密封技术和迷宫螺旋泵的发展现状，推导出了螺旋曝气泵相关的理论计算公式并给出了螺旋曝气泵的设计方法；（2）结合流体力学与流体机械等专业知识，设计出螺旋曝气泵的总体结构、可更换的核心部件—螺纹转子与螺纹定子结构以及螺旋曝气实验装置。（3）自行设计并搭建螺旋曝气实验装置，验证螺旋曝气泵设计方法的合理性和螺旋曝气过程的可实现性，通过实验研究螺旋曝气泵的各特性参数的变化规律。（4）通过对不同螺纹型线下螺旋曝气装置各性能参数的对比，进一步分析了在螺旋曝气过程中各螺纹型线的曝气性能和工况特点，为下一步的理论与实验研究打下了基础。通过以上研究工作发现，螺旋曝气技术在实验过程中得到了初步实现，螺旋曝气泵的工作性能实现了设计初衷，螺旋曝气实验装置的搭建满足进行单泵初步运转和下一步双泵对比运转的实验要求。为螺旋曝气技术的进一步开发和研究打下了良好基础。