气浮技术是处理含油污水的一项重要技术，被广泛的应用陆上二次采油和海上采油的油水分离过程。但传统的气浮装置体积较大，不适合海上采油平台等狭小空间。将气浮与旋流分离相结合是减小气浮装置占地面积的一种方法，除了充气水力旋流器，低强度旋流场气浮装置近年来逐渐受到了关注。本文在现有研究的基础上，以停留时间和旋流离心力场强度等指标为依据，设计了一种旋流气浮装置，从实验和计算流体力学两方面对该装置进行了测试和分析。本文自行设计了直径120mm的装置，搭建了溶气泵加压溶气气浮流程来进行气浮除油实验。在实验中，采用自行配置的柴油污水模拟采油废水，分别对静态混合器所形成的浮油污水和利用溶气泵循环形成的乳化油污水进行实验，考察了不同流量下的除油率和出水含油量。浮油污水除油率随处理量增大而减小，乳化油污水除油率随处理量增大先增大后减小，综合两者，处理量为3L/min可在兼顾处理量的同时获得最佳的分离效果。实验中还考察了不同进水含油量和不同溶气压力下的处理效果。为了分析流场特征，本文利用Fluent软件对装置内的气液两相流进行了计算流体力学模拟。采用双欧拉模型描述气液两相流，利用Schiller-Naumann模型计算气液两相动量交换源项，采用分散相RNG k-ε方程模拟液相湍流，从而建立了三维CFD模型。根据模拟结果，本文详细分析了速度场分布及气含率分布，考察了气泡大小的影响，并将模拟所得气含率分布与实验现象进行了对照。