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强化混凝是一种经济有效的饮用水深度处理技术,它无需投入大量的资金,却能有效的去除水中的有机物和消毒副产物潜质。本论文以腐殖酸原水和黄浦江原水为处理水样,通过搅拌实验研究了硫酸铝和聚合硫酸铁(PFS)的强化混凝条件和性能。并通过ζ电位测定,分子量分布实验和絮体分形维数测定来对这两种混凝剂的强化混凝机理进行了探讨。 实验证明,无论是对腐殖酸原水还是黄浦江原水,通过调节混凝剂投加量以及原水的pH值都能提高硫酸铝和聚合硫酸铁(PFS)去除浊度和有机物的性能,但是投加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)的效果不太明显。相同条件下PFS去除有机物的效果要比硫酸铝高15%-20%左右。通过相应的ζ电位变化图可以看出,PFS混凝的机理是以吸附架桥作用为主,而硫酸铝是以电性中和为主。通过PFS的正交优化实验确定了影响PFS的混凝性能的因素的主次顺序以及最佳因素水平。通过对黄浦江原水的实验可以看出,强化混凝能提高混凝剂对水中的色度,锰,铁的去除效果,并能有效控制残余混凝剂的量。 通过分子量分布实验证明:(1)PFS对小分子有机物的去除效果要好于硫酸铝,但是总体而言两种混凝剂还是以大分子有机物去除为主。(2)不同的水样水质条件会影响混凝剂对水中不同分子量区间有机物的去除。(3)粉末活性炭对黄浦江原水的有机物去除集中在小分子区间,对大分子基本无去除效果。(4)两种混凝剂与粉末活性炭联用后,去除小分子有机物的能力都得到了较大的提高,而且提高程度差不多。 同时,笔者还对不同混凝条件下两种混凝剂产生的絮体分形维数进行了测定。实验结果表明,硫酸铝混凝产生的絮体的分形维数受到硫酸铝投加量和原水pH值的影响很大。产生的絮体分形维数最大的在1.7-2.2左右,最少的在1.2-1.6左右。PFS混凝产生的絮体的分形维数受到PFS投加量和原水pH值的影响很小,而且PFS混凝产生的絮体的分形维数要小于硫酸铝的,基本在1.4-1.6左右。投加粉末活性炭助凝对硫酸铝生成的絮体形态影响不大,但是能使得PFS产生的絮体分维急剧升高到2.0左右。投加PAM对两种混凝剂产生的絮体形态影响不明显。