随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高，饮用水安全问题也逐渐引起了关注，饮用水能够进入千家万户中间经过很多的环节和流程。从水源、水厂再到供水管网，最后分配到每个家庭，水质的安全都需要层层把关，这也提高了饮用水的水质标准，使净水行业面临严峻挑战。课题现场选择西宁，西宁市地处纬度和海拔均较高的西北地区，全年平均气温较低，使得本地区同时又存在低温低浊原水难处理的问题，而当地净水方式大多仍采用常规工艺处理，对低温低浊水处理机理研究尚浅，严重制约了西宁市经济和社会发展、城市建设以及人民生活，使西宁市供水行业面临水源净化困难、供水水质标准提高的双重压力。针对西北高原地区雪山融化低温低浊水处理问题，提出采用混凝-溶气气浮的工艺，有效的改善水厂的净水水质，保障人们的用水安全。试验分析了西宁市高原低温低浊水的水质特征，调查该典型区域内由冰雪融化水作为饮用水水源的水质类型、水质特征、水质季节性变化规律。在西宁市建立中试试验室进行现场试验，优选混凝剂及优化实验参数，达到一个良好的处理西北高原地区低温低浊水的效果。试验中采用五种混凝进行优选，最终确定PAC为试验最佳药剂，最佳投加量为30mg/L。溶气水回流比为20%，溶气气压为0.4Mpa，溶气真空为-0.03~-0.04Mpa，气浮池的出水浊度可以达到0.7NTU以下，浊度去除率达到80%~90%。同时进行了抗冲击负荷试验，研究混凝-溶气气浮工艺抗冲击负荷的能力。通过试验研究了絮体破碎再絮凝对絮凝-气浮工艺处理低温低浊水效能的影响。试验结果表明，随着破碎点的后移以及破碎强度的提高，絮体破碎再絮凝后越难恢复到破碎前的状态，气浮出水浊度也随之增加。同时，结合西宁市第七水厂工程的运行问题进行分析，研究絮体破碎再絮凝现象对于水厂的实际净水工艺系统产生的影响。对于气浮过程进行机理性分析，提出了直线概率函数β的概念，引入了直线概率模型，进一步完善了原有气泡-颗粒碰撞效率模型，并且结合气泡-颗粒粘附效率模型公式，最终得到捕集效率模型。由建立的模型可以发现，当dp>1μm时，碰撞效率随颗粒的直径增加而单调递增，随气泡直径的增大而减小，即适当增加颗粒尺寸或减小气泡尺寸有利于气泡与颗粒的碰撞作用。随气泡直径的增加，气泡-颗粒粘附效率值呈先增大后减小的趋势，气泡直径为50μm对应的气泡-颗粒粘附效率最大，而粘附效率随颗粒直径的增大而快速减小。由此得到捕集效率曲线与气泡和颗粒尺寸的变化关系。对本课题的试验进行效益分析可知，絮凝-溶气气浮工艺对于西宁第七水厂的实际工程改造是有利的，在改善西北高原地区低温低浊水的处理效果的同时，也降低了水厂的净水成本，对实现社会效益也是有助益的。