随着世界人口数量的快速增长以及生态环境的日趋恶化,饮用水的安全供应已变成全世界持续关心的话题。据统计,全世界缺乏安全饮用水的人口数量达1 2亿,每年深受水源性疾病的困扰的人口数量达10亿。保障饮水安全的关键是水消毒,采用更加环保、有效和经济的方式对污水进行再循环,已经成为全世界亟待解决的问题。消除病原微生物是水处理过程中的关键一步,基于水力空化的消毒技术已经变成众多国内外学者的研究趋势。水力空化器的性能决定了水力空化现象的发生程度,同时决定了水力空化消毒的有效性。本文基于实验研究,利用由山东大学机械工程学院水力空化课题组自主设计的旋转式水力空化装置开展三个部分研究:第一部分为旋转式水力空化器内部结构参数设计;第二部分为旋转式水力空化器外特性分析;第三部分为旋转式水力空化器在水消毒方面的应用研究。具体研究内容如下:（1）针对旋转式水力空化器空化诱发机制不明确的问题,自主设计了旋转式水力空化器,搭建了旋转式水力空化器实验操作系统,研究了旋转剪切空化的周期特性,探究和揭示了旋转式水力空化器空泡诱发的机制。（2）针对现有工况外特性变化规律不明确的问题,探究了全流量转速工况下的热生成率、轴功率和热效率的变化规律;建立了外特性模型与响应曲面,提出了相似定律,揭示了流量、转速对外特性的影响规律。（3）针对现有工况对空化消毒的影响不明确的问题,研究了流量、转速对消毒性能的影响规律。通过对比本研究中的旋转式水力空化器与传统空化器的消毒性能,凸显了旋转式水力空化器在水处理消毒中的优势。最终通过平板菌落计数法和生物扫描电镜实验研究,验证了旋转式水力空化器对微生物的破坏机制。