氣浮過(guò)程中，微小氣泡先與水中的懸浮顆粒(油粒)相粘附，形成整體密度小于水的“氣泡-顆粒”復(fù)合體，使其隨氣泡一起浮升到水面。因此，實(shí)現(xiàn)氣浮分離必須具備三個(gè)基本條件：一是必須在水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的微小氣泡;二是必須使待分離的顆粒形成不溶性固態(tài)或液態(tài)懸浮體;三是必須使氣泡能夠與顆粒相粘附。

　　微小氣泡的形成：

　　微小氣泡的主要通過(guò)分散空氣、溶解空氣再釋放及電解三種方式產(chǎn)生。下面主要介紹溶解空氣再釋放法。

　　空氣的溶解：

　　空氣對(duì)水屬于難溶氣體，它在水中的傳質(zhì)速率可表示為：N=K(LC*-C)=KL△C(1)式中：N-空氣傳質(zhì)速率，kg/m2·h;KL-液相總傳質(zhì)系數(shù)，m3/m2·h;C*，C-分別為空氣在水中的平衡濃度和實(shí)際濃度，kg/m3。

　　由式(1)可見：在溫度和溶氣壓力一定時(shí)(即C*為定值)，要提高空氣傳質(zhì)速率，可以通過(guò)增大液相流速或紊動(dòng)程度來(lái)減薄液膜厚度或者增大液相總傳質(zhì)系數(shù)，在有限的溶氣時(shí)間內(nèi)使空氣在水中盡量接近飽和。

　　溶解空氣的釋放：

　　溶氣水的釋放一般是在溶氣釋放單元內(nèi)完成的，分為兩個(gè)過(guò)程，先是消能過(guò)程，然后是氣泡并大過(guò)程。這兩個(gè)過(guò)程實(shí)際上是同時(shí)存在的，但有明顯的區(qū)分。一般的釋放器在消能過(guò)程中氣泡的合并較小，經(jīng)過(guò)消能后壓力損失達(dá)95%，氣泡直徑合并到3~5μm;而在氣泡并大過(guò)程中壓力損失為5%，氣泡直徑合并到30~50μm[3]。溶氣釋放單元包括減壓釋放裝置和溶氣管路。減壓釋放裝置(如減壓閥、釋放器)的作用是將壓力溶氣水減壓，為溶于水中的過(guò)飽和空氣以微小氣泡的形式釋放創(chuàng)造條件。溶氣管路的作用是將減壓后的溶氣水迅速送入氣浮池，使之在與廢水接觸當(dāng)中釋放微氣泡并與水中的懸浮顆粒粘附。通常要求溶氣釋放器所提供的微氣泡直徑在20～100μm。壓力溶氣設(shè)備和空氣釋放設(shè)備是氣浮處理系統(tǒng)重要的輔助性設(shè)備，兩類設(shè)備各自效率的高低將直接影響氣浮分離的處理效果。

　　不溶性固態(tài)或液態(tài)懸浮體的形成

　　容易被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為親水性物質(zhì);難于被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)。一般地，疏水性顆粒易與氣泡粘附，而親水性顆粒難以與氣泡粘附。因此，水中懸浮物的疏水性是氣浮浮選的zui基本條件。若用浮選法分離親水性顆粒，則必須用浮選劑將其表面特性改變成疏水性，使之能與氣泡粘附。浮選劑根據(jù)其作用的不同，可分為捕收劑、氣泡劑和調(diào)整劑幾類。其中調(diào)整劑又分為抑制劑、活化劑和介質(zhì)調(diào)整劑三大類。

　　懸浮顆粒與氣泡粘附

　　水中懸浮固體顆粒能否與氣泡粘附主要取決于顆粒表面是否親水性。是否親水性可用接觸角來(lái)解釋。在三相接觸時(shí)，固液界面張力線和氣液張力線之間的夾角稱為濕潤(rùn)接觸角以θ表示。為了便于討論，氣、液、固體顆粒三相分別用1，2，3表示。θ<90°為親水性顆粒，不易與氣泡粘附，θ>90°為疏水性顆粒，易與氣泡粘附。在氣、液、固相接觸時(shí)，三個(gè)界面張力總是平衡的。有：

　　σ1.3=σ1.2cos(180°-θ)+σ2.3(2)

　　式中：σ1.3水、固界面張力;σ1.2液、氣界面張力;σ2.3氣、固界面張力;θ接觸角。

　　在水中氣泡與顆粒粘附之前，單位界面面積上的界面能為W1=σ1.3+σ1.2，而粘附后則減為W2=σ2.3，界面能減少的數(shù)值為：

　　△W=W1-W2=σ1.3+σ1.2-σ2.3(3)將式(2)代入式(3)得;

　　△W=σ1.2(1-cosθ)(4)式(4)說(shuō)明在水中并非任何物質(zhì)都能粘附到氣泡上。懸浮顆粒與氣泡接觸，當(dāng)θ→0°時(shí)，cosθ→l，△W→0，顆粒*被水濕潤(rùn)，不與氣泡粘附，不宜用氣浮法處理;當(dāng)θ→90°時(shí)，cosθ→0，△W→σ1.2，顆粒與氣泡粘附不牢，不宜用氣浮法處理;當(dāng)θ→180°時(shí)，cosθ→-1，△W→2σ1.2，顆粒*不被水濕潤(rùn)，易與氣泡粘附，宜用氣浮法處理。因此，顆粒越是疏水，即接觸角θ越大，顆粒與氣泡表面形成粘附的可能性也越大。此外如果σ1.2很小，則△W亦小，也不利于氣泡與顆粒的粘附。