硫酸鋁以水合離子[鋁(H2O)]3的形式存在于水溶液中。隨著pH值的升高,水解反應(yīng)會(huì)繼續(xù)進(jìn)行,在此過(guò)程中會(huì)發(fā)生羧基偶聯(lián),形成多核羧基配合物,然后生成雙核二聚體,進(jìn)一步聚合生成*聚合物,如:
[Al2(H2O)8(OH)2]4++H2O=[Al2(H2O)7(OH)3]3++(H3O)+
[Al2(H2O)7(OH)3]3++[Al(H2O)5(OH)]2+=[Al3(H2O)5(OH)4]5++7H2O
這些*聚合物與水中的磷酸根結(jié)合形成沉淀物,從而降低水中的磷含量。因此,硫酸鋁的絮凝效果是通過(guò)壓縮雙電層、吸附架橋、電中和吸附和捕網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
聚合硫酸鐵是堿性高價(jià)鐵的大分子化合物。因?yàn)樗衃Fe2(OH)3]3、[Fe3(OH)6]3、[Fe8(OH)20]4等高價(jià)多核多鏈聚合物。水解產(chǎn)生的膠體電荷高,壓縮雙電層,具有更強(qiáng)的電中和和吸附能力,與水中的磷酸根結(jié)合更完全,絮凝性能更好。
實(shí)驗(yàn)表明,通過(guò)對(duì)鋁離子和鐵離子除磷效果的分析,鐵離子的除磷效果更好,比鋁離子高15%。
同時(shí),聚合硫酸鐵還具有以下優(yōu)點(diǎn):
一是聚合硫酸鐵比例大,達(dá)到1.5g/cm3。吸附架橋作用強(qiáng),混凝性能優(yōu)越,絮體形成和沉降速度快。
其次,它適用于較寬的pH值范圍,在pH值4~11范圍內(nèi)可形成穩(wěn)定的絮體。磷酸鐵(1.310-22)的溶度積低于磷酸鋁(5.810-19),形成的沉淀更穩(wěn)定,與磷酸鹽結(jié)合更充分、更完全,總磷殘留更少。
最后,鐵離子殘留量少,效果優(yōu)于硫酸鋁。