石油化工、钢铁冶金及机械加工行业含油废水的排放量逐年增加。随着各种乳化剂的开发及应用,含油废水的成分日趋复杂,处理难度增加。加压溶气气浮法具有污染物去除效率高、处理量大、停留时间短、回收有价物质等优越性,研究含油废水的气浮处理强化技术在当下清洁生产、节能减排的大背景下具有深远的理论及实践意义。本文以0#柴油乳化模拟含油废水,采用不同的混凝剂,对气浮混凝工艺参数、气泡-油滴絮体共凝聚气浮行为进行了深入研究,优化了混凝-气浮工艺参数；通过表面活性剂分散油滴及气泡,研究了不同粒径下的油滴及气泡对气浮除油效率的影响规律；通过高速摄影仪对气泡及油滴进行碰撞及粘附微观行为表征,从气浮除油本质出发,探讨气浮柱体中油滴与气泡的碰撞效率、粘附效率问题,为气泡与疏水性油滴结合创造良好的上浮环境,以期提高气浮除油效率,寻求微观气浮分离过程的规律,对分子分离科学的发展起推动作用。最佳混凝-气浮参数设置条件下,含油废水经处理出水浊度去除率最高可达98.23%、含油量去除率为98.76%。不添加任何混凝剂下,无药气浮除油效率仍有56.42%,但可免去浮渣难处理困扰,无需排泥设备,无二次污染。研究结果表明,十二烷基苯磺酸钠(10mg/L,下同)对乳化液油滴(0#柴油2.5mg/L,下同)的分散粒径为22.33/59.94μm。不同油滴尺度对气浮除油影响规律是,油滴尺度变化对含油量去除效率影响更大,对浊度去除效果影响较小。十二烷基苯磺酸钠对气泡的分散粒径为115.6/176.51μm；油酸钠对气泡的分散粒径为107.95/180.6μm；油酸钠对气泡的分散性能略优于十二烷基苯磺酸钠；对模拟乳化液油滴进行表征,高速摄影仪表征结果与激光粒度仪所测数据基本吻合(57.10/59.94μm),表明该气泡表征手段切实可行。对乳化液油滴、对加压溶气水释气气泡尺度进行表征,包括动态追踪气泡的动力学参数(速率、加速度及位移),考察气泡尺度与动力学规律关系及其对气浮除油的影响,同时对油滴-油滴、油滴-气泡碰撞与粘附的微观行为进行表征。结果表明适当减小气泡粒径,可大幅提高油滴-絮体颗粒与气泡的碰撞效率与粘附效率,合适的油滴及气泡粒径组合促进气浮除油,同时,带动浊度去除效果的提升；气泡尺度越小,有利于小油滴表面附着、聚集,小气泡有较大的比表面积,油滴与气泡的碰撞机率、粘附机率增大,气泡与油滴附着体加速上浮,因此气浮除油效率随气泡尺度的减小而呈现增大趋势；浊度、含油量均有较高的去除率,去浊率达97.41%以上,含油量去除率亦有92.72%以上。在增大含油废水处理难度(油滴尺度明显小于气泡尺度)下,当油滴粒径一定时,油滴-气泡聚集体上浮过程中,气泡兼并及其对超细油滴输送的影响是,气泡粒径越小越有利于与油滴的碰撞及表面粘附(甚至进入油滴内部),含油率及浊度的去除率得以提高。研究表明采用高速摄影仪观测油滴与油滴、油滴与气泡间的碰撞与粘附微观行为,油滴-油滴的粘附、并聚使得油滴(油滴絮体)粒径增大,促进气浮除油；油滴-气泡的表面粘附、气泡进入油滴絮体内部,一方面使得油絮体尺度显著增大,促进气浮及上浮过程中对细小油滴的网捕架桥作用,另一方面,油滴粒径增大的同时也增大絮体与水的密度差,促进气泡与疏水性油滴的结合,创造良好的气泡-油滴絮体上浮环境。