地表水源水中的胶体颗粒、藻细胞以及有机污染物是净水领域的首要解决目标,溶气气浮法(Dissolved-Air Flotation,DAF)是水处理中最基本的分离工艺之一,在高藻高有机物水的处理中具有显著的优势。近年来,气浮技术在国外有了长足的发展,由于受前置混凝效果影响较大,适应性较差等问题,国内的研究较为滞后。为增强气浮工艺的适用性,本研究在前期共聚气浮(Cocoagulation Dissolved Air Flotation,CCDAF)技术相关研究的基础上,加入微气泡表面改性技术,开发了改性微气泡共聚气浮工艺(Posi-CCDAF)。自主搭建了微气泡微观观测系统,研究表面改性剂对微气泡特性的影响。对Posi-CCDAF工艺进行了可行性研究,提出了最优工作参数。考察了Posi-CCDAF工艺的除污染特性并对壳聚糖改性气泡与絮体颗粒的粘附过程以及浮渣形态进行观察,分析了共聚粘附过程中微气泡-聚合物-有机污染物-胶体颗粒的相互作用机理。微气泡特性试验结果表明,气浮装置产生的微气泡尺寸随溶气压力的增大而减小,0.5 Mpa后直径变化不再明显,0.5 Mpa的溶气压力符合共聚气浮的微气泡应用条件。CTAB浓度在0-10 mg/L范围内增大时导致微气泡直径减小且微气泡间发生粘附并聚的概率降低。添加阳离子聚合物时微气泡的平均直径变化微弱,聚合物提供了静电力作用与疏水力作用,微气泡间的并聚增多。表面活性剂能够略微减缓微气泡上升速度,而阳离子聚合物的影响可以忽略。未进行表面改性的微气泡表面带有负电,平均Zeta电位在-48和-31 mV之间,CTAB改性微气泡的Zeta电位最大为40±5 mV,其次PDADMAC为38±9 mV,而壳聚糖改性的微气泡Zeta电位仅有20±10 mV。参数优化试验表明,CTAB效果较差,壳聚糖作为微气泡表面改性剂时去除效果优于作为助凝剂时,而PDADMAC则恰好相反。添加CTS后气浮出水Zeta电位上升不明显,浮渣特征显示CTS随着微气泡进入了浮渣中。使用PDADMAC时出水Zeta电位上升显著,易对后续工艺造成影响。壳聚糖绿色环保成本低,更适合用作工艺的微气泡表面改性剂。PAFC投加量为5mg/L且壳聚糖投加比为0.4、溶气回流水的pH值为5时去除效果的强化作用最好,受成本影响,将溶气回流水最适pH值定为6。工艺对水中颗粒物的去除以大尺寸为主。强化了对高分子量、疏水性较强的腐殖酸和富里酸物质去除。对去除THMFP具有较好的强化效果,TCM的去除率最高,DBCM与BDCM的去除率相近。改性微气泡共聚形成的泡絮体粘附的微气泡数量更多且密实。壳聚糖的氨基优先与带负电大分子有机物结合,形成大的附着网络,为泡絮粘附提供架桥作用。使用壳聚糖后,产生的絮体表面变得“毛糙”,根据壳聚糖分子的尺寸来看,静电引力也是强化微气泡与颗粒物粘附的主要作用机理。