水中過飽和空氣在減壓時能以微細的氣泡形式釋放出來，從而使水中的雜質顆粒被粘附而上浮。達到固-液分離的目的。如果先將空氣加壓使其溶于水形成空氣過飽和溶液，然后減至常壓使空氣析出，稱為加壓溶氣氣浮;如果將廢水在常壓下曝氣后在真空條件下誘使溶氣逸出，稱為真空式氣浮。

溶氣真空氣浮設備是使空氣在常壓或加壓下溶于水中，而在負壓下析出的氣浮設備。真空式氣浮設備優點是氣泡的形成、它與顆粒的粘附以及氣泡和顆粒絮凝體的上浮都在穩定的環境中進行，絮凝體破壞的可能性小，整個氣浮過程所需要的能耗量小。其缺點是水中溶氣量有限，不適用于含濃度大于250-300mg/L懸浮物的廢水;另一缺點是要求有密封的容器，在容器內還需要裝有刮渣機械，結構復雜，因此在工程實際中使用較少。該設備可能得到的空氣量因受到能夠達到的真空度(一般運行真空度40kPa)的影響，析出的微細泡量很有限，且構造復雜，運行維修不方便，現已逐步淘汰。

1．原水進入混合反應器，在混合反應器中加入藥劑（除油劑或混凝劑），以形成可分離的絮凝物；
2．經預處理后的污水進入氣浮裝置，在進水室污水和氣水混合物中釋放的微小氣泡（氣泡直徑范圍30～50um）混合。這些微小氣泡粘附在污水中的絮體上，形成比重小于水的氣浮體。氣浮體上升至水面凝聚成浮油（或浮渣），通過刮油（渣）機刮至收油（渣）槽；

3．在進水室較重的固體顆粒在此沉淀，通過排砂閥排出，系統要求定期開啟排砂閥以保持進水室清潔；
4．污水進入氣浮裝置布水區，快速上升的粒子將浮到水面；上升較慢的粒子在波紋斜板中分離，一旦一個粒子接觸到波紋斜板，在浮力的作用下，它能夠逆著水流方向上升；
5．所有重的粒子將下沉，下沉的粒子通過底部刮渣機收集，通過定期開啟排泥閥排出。

溶解在水中的氣體，在水面氣壓降低時就可以從水中逸出。有兩種方法：①使氣浮池上的空間呈為真空狀態，處在常壓下的水流進池后即釋出微氣泡，稱真空溶氣法；②空氣加壓溶入水中達到飽和，溶氣水流減壓進入氣浮池時即釋出微氣泡，稱加壓溶氣法。后者較為常用。加壓溶氣水可以是所處理水的全部或一部分，也可以是氣浮池出水的回流水，回流水量占所處理水量的百分比稱回流比，是影響氣浮效率的重要因素，須由試驗確定。加壓溶氣法的設備有加壓泵、溶氣罐和空氣壓縮機等。溶氣罐為承壓鋼筒，內部常設置導流板或放置填料。溶氣罐出水通過減壓閥或釋放器進入氣浮池。