污水强化一级处理能以较少的投资削减大量的污染负荷，降低去除单位污染物的费用。它适用于水环境状况期待改善而经济欠发达地区，是一种高效而低投入的污水处理技术。将气动絮凝应用于污水强化一级处理不仅可以显著去除污水中的胶体和悬浮物质，还可以有效提高水中的溶解氧含量，是一种具有自身特点和优势的絮凝方式。 近几年，国内外对气动絮凝方式的研究较少，其控制参数差别较大，并由于对其动力学机理研究较少，对其絮凝动力学相关影响因素还没有统一的认识，这为气动絮凝在实际工程中的应用和推广带来不便。本课题是针对这些存在的问题，进行气动絮凝用于强化城镇污水一级处理试验研究，通过试验室小试优化气动絮凝反应参数。经试验研究结果表明，采用气动絮凝方式处理城镇污水的最佳混合充气量为0.6 m3/h；在一定的絮凝充气强度范围(0.031-0.074 m3(空气)/m3(污水)．min)内，较为适合的充气量应在0.05-0.06 m3(空气)/m3(污水)．min，充气时间应小于9min等参数；并在参数优化的基础上，比较了不同充气装置(微孔曝气头与穿孔管)对污染物的去除效果，结果显示微孔曝气头充气搅拌效果优于穿孔管。 混凝处理过程中，絮体的结构一直是人们研究的热点，分形理论的出现使人们对絮体的大小、强度和沉速等研究有了新的工具。作为一种新兴的絮凝研究手段，分形理论启发了研究人员对絮凝体结构、混凝机理和动力学模型作进一步的认识。为进一步研究分形理论在气动絮凝搅拌方式中的应用，作者以聚合氯化铁铝和聚丙烯酰胺为絮凝剂，在不同的絮凝充气组合下进行混凝沉淀实验，利用显微镜观察了絮凝体的形态特征，测算了絮凝体的分形维数，并分析了分形维数与污染物去除效果的关系。认为絮凝体的分形维数和沉后水浊度、CODcr能表现出良好的相关关系，从而在气动絮凝工艺控制过程中，可以通过对絮凝体分形维数的在线监测来反映絮体絮凝的程度和混凝处理效果。 同时，本课题对气动絮凝动力学机理进行了分析和探讨，认为气动絮凝作为一种特殊的絮凝搅拌方式，其絮凝过程存在固-液-气三相的相互作用，其絮体的形成与破坏与三相相互作用力密切相关，并对污染物的去除效果产生直接影响。为进一步探讨分形理论在气动絮凝动力学机理中的应用，作者在参数优化的基础上，通过混凝沉淀试验，测算了不同絮凝充气组合下絮体的沉速和分形维数，结果显示絮体的分维数与沉降速度速呈正相关关系，因此可以利用分形维数值进行气动絮凝过程中絮体沉速的测算。