本研究针对饮用源水的特点,采用锰化合物作为混凝剂、助凝剂,考察其除浊、除有机物以及对微污染水中磷的去除研究,并与常规混凝剂、助凝剂的处理效果进行对比,同时采用ζ电位分析、BET比表面测定、FTIR光谱分析和XRD等技术对锰化合物表面特性进行表征,初步探讨了锰化合物的混凝及助凝机理,为经济、高效的多功能混凝药剂开发奠定基础。 通过对金属锰及其化合物的分析,得到了七种制备锰化合物的不同方法。用其作为混凝剂对水样进行了混凝沉淀试验,结果表明,高锰酸钾与硫酸亚铁制备的锰化合物的混凝效果最好,对浊度、有机物和磷均有明显的去除效果,其中对浊度和磷具有极佳的去除效果。其余方法制备的锰化合物作为混凝剂,其沉后效能均不理想,但都显示出了强大的助滤功能。另外以高锰酸钾和硫酸亚铁制备的锰化合物作为助凝剂,考察了其对常规混凝剂硫酸铝、氯化铝、氯化铁和硫酸亚铁的助凝效果,结果表明,其除了具有优异的助凝除浊、除磷作用外,作为助凝剂,可使常规混凝剂的混凝除有机污染效能大幅提高。 界面特性分析结果表明,不同方法制备的锰化合物界面特性相差很大。混凝效能最好的锰化合物界面特性表明,其在纯水体系中的ζ电位零点在pH值8.0左右；扫描电镜和粒度分析可看出,其为准球型的微小颗粒；X射线衍射分析结果显示出其除有δMnO2外,还含有一定的铁,大量铁的存在也是其混凝效能良好的原因之一；傅立叶-红外光谱分析表明,存在δMnO2的表面羟基Mn-OH官能团,是锰化合物粒子具有极强的化学吸附活性的结构基础。 结果表明,锰化合物的混凝机理在于在中性的天然水样中能对带负电的胶体颗粒起电中和脱稳作用,另外其表面含有大量的羟基Mn-OH,能形成大分子聚合物,可通过表面配位或其它化学作用与胶体颗粒结合,同时这些聚合物有很强的吸附作用,通过配位、吸附等作用在胶体颗粒之间架桥,发生共沉淀；另外其有强大的比表面积,会产生吸附作用促进混凝过程中大体积絮体的生成,在沉淀过程中加强网捕、卷扫作用,最终达到混凝效果。