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。

一體化氣浮設備水處理裝置的工作原理，是在一定的壓力（0.35~0.45Mpa）下， 通過射流器吸入適量的空氣，與回流水在溶氣罐內形成飽和溶氣載體，經釋放器聚然減壓釋放而獲得大量的微細氣泡，其量度、粒度、穩定性。

氣泡迅速黏附于水中的顆粒、乳化油、纖維等雜質和經混凝反應形成的絮體，造成絮體比重小于水的狀態，而被強制迅速浮于水面，從而實現固液分離。渣浮于水面被刮走，而分離水則通過底部穿孔管進入清水箱，部分水回流作溶氣水， 而清水則通過閥門排出。