随着工业的发展，现在水体污染日益严重，水中的有毒有害有机物比以前大大增加，单靠常规工艺难以保证出水的安全性。如果增加前后新的处理构筑物，又会大量提高成本。这时简单易行，经济的强化混凝技术就受到了广泛关注。所谓强化混凝就是指通过投加过量混凝剂，调节PH值或投加新型的混凝剂，助凝剂以达到大量去除水中天然有机物进而去除消毒副产物前质的效果。下面就以天然有机物的代表性物质－腐殖酸为研究对象，进行聚合硫酸铁和硫酸铝的强化混凝实验.
实验部分
主要实验材料和药品
高岭土，腐殖酸，氢氧化钠，盐酸，硫酸铝，聚合硫酸铁(PFS,含3价铁20％)。其中PFS来源于同济大学环境实验重点实验室李风亭老师课题组。实验前，现场配置混凝剂投加液，硫酸铝和聚合硫酸铁都配制为10mg/L的使用液投加。Millipore公司提供的Amicon YM超滤膜，截留分子量为30k，10k，3k，1k道尔顿。
主要实验仪器
DC－506六联搅拌机，Hach2100N浊度仪，UV755B紫外可见分光光度计，PHS－3C精密PH计，Zeta电位测试仪，TOC测试仪，SCM型杯式超滤器。
实验方法
模拟水样配置
腐殖酸储备液：将5g商品腐殖酸加入1L的0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，边加热边搅拌直到全部溶解，冷却到室温，装入棕色瓶中待用。实验时，在八升自来水中加入适量的腐殖酸储备液以及2g高岭土，配置成UV254为0.130－0.160cm－1，浊度60－70NTU，PH为7.2－7.5的实验配水。
在快速混和阶段投加定量混凝剂。沉淀结束后，取上清液进行各种水质指标测定。Zeta电位则是在快速混凝30s结束后马上取絮凝颗粒放入Zeta电位测试仪中测定。用氢氧化钠和盐酸调节PH值。
随着混凝剂投加量的增加，剩余浊度逐渐降低，当投加量为50－60mg/L的时候去除效果好，剩余浊度约为0.3NTU。但是并不是投加量越多越好，当投加量到达一定的时候，继续投加混凝剂会使得浊度升高。这是由于混凝剂主要是通过电性中和，吸附架桥以及网捕卷扫作用来达到混凝除浊的效果。但是，吸附架桥和电性中和作用当混凝剂投加量超过一定限度的时候，会产生“胶体保护”作用，发生再稳现象，降低了浊度的去除率。
电位是反映胶体和悬浮物稳定性的重要指标。混凝中的电性中和作用主要就是靠降低胶体的ξ电位，压缩双电层来达到混凝效果的。图2为混凝剂投加量与ξ电位关系图，从图中可以看出，随着硫酸铝投加量的增加，ξ电位迅速升高，从-16.55mV升到7.133mV。ξ电位低在硫酸铝投加量为20mg/L－60mg/L区间，这个时候正是硫酸铝去除浊度好的时候，因此可以看出硫酸铝主要是通过电性中和作用来去除浊度。硫酸铝佳投加量在50mg/L，这个时候的ξ电位2.157mV，并不是0mV。这主要是因为混凝的时候并不是简单的电性中和作用，胶体的絮凝佳效果受到许多方面的影响，所以佳的ξ电位不一定为0mV。随着硫酸铝的投加量从60mg/L升到110 mg/L，ξ电位升高不大，但是浊度却迅速升高，原因在于硫酸铝在混凝中除了主要是电性中和作用外，还带有吸附架桥的作用。当混凝剂投加量超量时，产生胶体体系再稳现象，导致浊度的迅速升高。从图2还可以看出，随着PFS的投加量增加，ξ电位升高不快，只不过从-16.55mV升到-2.448mV，而去除浊度好的投加量区间在40mg/L－80 mg/L，这时的ξ电位从-12.72mV到-8.72mV。因此可以看出聚合硫酸铁除浊的作用主要不是靠电性中和而是吸附架桥的作用。聚合硫酸铁是已经经过水解，聚合和一段时间陈化后的混凝剂，本身带有大量的聚合阳离子，多种核羟基络合物。它在水中能够水解形成高度交联的疏水性氢氧化物聚合体，起到吸附架桥的作用。过了佳投加量60 mg/L以后，PFS的浊度不像硫酸铝那样迅速升高，这是因为投加量增加使得ξ电位在降低，电性中和作用抵消了部分投加量过量带来的体系再稳作用。因此可以看出PFS在去除浊度的时候同时存在着吸附架桥作用和电性中和作用，不过以吸附架桥为主。
随着混凝剂投加量的增加，无论是硫酸铝还是PFS，腐殖酸的去除率都在不断的上升。但是在相同的投加量的情况下，聚合硫酸铁对UV254的去除率明显高于硫酸铝，可见聚合硫酸铁对腐殖酸的去除更有效。要达到相同的腐殖酸去除率，需要的硫酸铝的投加量远大于聚合硫酸铁的投加量。有文献指出，这主要有两个原因。一是因为铁盐的酸化能力比铝盐要强，能有效降低水中的PH值。二是在大量加入混凝剂的时候，相近剂量的铁盐水解产生Fe(OH)3的量是铝盐水解产生Al(OH)3量的2.8倍。以及考虑混凝剂的经济价值，选取硫酸铝投加量50mg/L,PFS投加量60mg/L进行下一步实验。
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