气浮工艺是水处理过程中常用的高效固液分离单元,微气泡与絮体颗粒的结合,是实现固液分离的基础。针对气浮工艺中气载絮体微观特性对上浮效率的影响问题,本研究构建了模拟絮体动态观测系统,探究了不同絮体尺寸下,气浮工艺中气泡尺寸、气泡个数的分布规律,揭示了气浮工艺的处理特性和气载絮体的结合特性,从而为提高气浮工艺固液分离效率,优化混凝剂投加量提供了重要的理论与实践意义。论文的主要研究成果如下:本研究以蒙脱石和二氧化硅作为两种典型无机悬浊质体系,探究了气浮工艺接触区对典型无机悬浊质的处理特性。对于蒙脱石悬浊质,混凝剂投加量大于80mg·L-1时,浊度去除率稳定在60-70%左右,而二氧化硅悬浊质中混凝剂投加量高于400mg·L-1时,浊度去除率仅稳定在40%左右,在最佳混凝剂投加量条件下,两类无机悬浊质体系的气载絮体尺寸均集中在500-750μm。由于二氧化硅表面的负电性高于蒙脱石,当混凝剂投加量较小时,混凝剂水解形成的带正电荷的多核羟基水解产物不足以中和二氧化硅胶粒或气泡表面的负电荷,因此达到最佳浊度去除率所需的混凝剂投加量较高。基于上述两种无机悬浊质体系的气载絮体尺度分布,选择直径为0.35mm、0.5mm、0.75mm、1mm和1.5mm的模拟絮体进行絮体与气泡的结合特性分析,结果表明,附着在模拟絮体上的气泡尺寸与数量随深度的增加而增大,模拟絮体粒径越大,小气泡占比越多,气载絮体浮力效率(气载絮体浮力/表面积)随时间呈现先增长随后趋于稳定特点,且浮力效率与絮体直径成反比,即絮体尺寸越小,浮力效率越高。