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目前我国自来水厂使用的混凝剂主要是聚合氯化铝(PAC)等铝盐混凝剂,与铝盐混凝剂相比,铁盐混凝剂具有絮体粒径大、沉降快、出水不含残留铝等优点;当自来水厂水质恶化时,水厂会投加聚合硫酸铁(PFS),但是由于制备方法的限制,PFS一直不能得到推广应用。碱式硫酸铁(FSS)是一种由硫酸亚铁制备而成的三价铁混凝剂,与PFS相比,其制备方法更安全可靠。但是,目前国内外对FSS的研究较少,因此本课题主要对FSS的混凝性能、混凝过程影响因素及混凝机理进行研究,并与PFS混凝剂进行对比,以探讨FSS推广应用的可能性。论文的主要研究内容和结果如下:(1)分别以PFS、FSS和PAC为混凝剂处理模拟的高岭土水样,考察三种混凝剂的电中和能力、水解能力、絮体沉降性能以及絮体再絮凝能力,结合混凝剂处理高岭土模拟水样的效果,对比研究三种混凝剂的混凝性能。研究结果表明,PFS和FSS对高岭土模拟水样具有更好的混凝性能和处理效果。(2)通过响应曲面法(RSM)分别对PFS和FSS混凝剂混凝过程的影响因素进行研究,重点研究处理水样中高岭土含量、腐殖酸含量、Ca(OH)2投加量和混凝剂投加量对混凝效果的影响程度。研究结果表明,PFS混凝后上清液浊度和UV254影响因素按影响程度排序为:混凝剂投加量>腐殖酸含量>Ca(OH)2投加量>高岭土含量;FSS混凝后上清液浊度和UV254影响因素按影响程度排序为:腐殖酸含量>混凝剂投加量>Ca(OH)2投加量>高岭土含量。两种混凝剂的混凝效果类似,但是由于FSS的制备方法安全清洁,因此,FSS是一种能在自来水厂中推广应用的混凝剂。(3)通过红外光谱(IR)分析法、X射线光电子能谱(XPS)分析法、扫描电镜(SEM)分析法对PFS和FSS进行结构表征,结合Ferron逐时络合比色法研究两种混凝剂混凝前后铁水解聚合形态的变化情况,研究PFS和FSS的混凝机理。研究发现PFS和FSS混凝剂混凝过程中铁的三种聚合形态均有所变化,说明两者的混凝过程中存在电中和、吸附架桥和网捕卷扫;FSS混凝后多聚态铁含量增大很多,说明其混凝机理以吸附架桥为主。