以七水硫酸亚铁、浓硫酸为主要原料，运用鼓风氧化工艺制备了固体聚合硫酸铁，进一步改性合成了固体钙铁复合絮凝剂。利用红外光谱、ferron逐时络合比色法对产物进行了特征峰的表征和活性成分的测试。在应用阶段，选取了无机高分子絮凝剂常处理的高岭土模拟废水和腐植酸溶液，分别测试其去浊度和脱色性能。由于混凝过程中的复杂性，对参数的控制显得尤为重要，因此，本文结合单因素实验和正交实验的方法对混凝的最佳工艺条件进行探索。为了进一步挖掘混凝控制参数、絮体结构和混凝效果之间的相互关系，本实验引入了分形几何学中关于局部与整体、单一与全部之间具有相似性的分形理论的概念。通过考察絮体的图像特征，采用影像分析——盒子计数法求取絮体的分形维数，不同的控制参数对应不同的混凝效果和絮体结构，进而便可知三者间的内在关系。为了方便处理某一类废水，本实验还利用Matlab数据分析软件分析了高岭土模拟废水去浊度和腐植酸溶液脱色试验中絮凝体分形特征的数学模型，此模型的实用之处在于可以据此公式对絮体参数进行实时监测，从而控制出水质量以及调整操作参数。　　 本文所得基本结论为:　　 1.采用鼓风氧化工艺制得了合格的固体聚合硫酸铁以及固体钙铁复合絮凝剂。通过红外图谱的观察以及混凝效果的拟合可知固体钙铁复合絮凝剂是一种区别于固体聚合硫酸铁的新物质，至少氯化钙不是简单、机械的与固体聚合硫酸铁（硫酸羟基铁）混合。固体钙铁复合絮凝剂在稳定性以及活性成分上较固体聚合硫酸铁有较大的改善，进一步提升了实用价值;　　 2.由单因素实验可知，固体钙铁复合絮凝剂比SPFS有更好的去浊度效果，随着钙含量的升高，效果越好，钙铁复合絮凝剂去浊度的最佳投药量为15mg/l，最佳pH范围为7～9，去浊率可达97％。固体钙铁复合絮凝剂的脱色性能随着钙铁比的不同而不同，适量的钙能增强脱色能力，脱色能力依次为:S(1∶20)＞S(1∶30)＞ S(1∶10)＞ S(SPFS)＞ S(1∶5)。在腐植酸脱色的实验中，絮凝剂S(1∶20)的最佳投药量范围为20～40mg/l，最佳pH为5，脱色率可达98％。在正交试验中，高岭土模拟废水去浊度的最佳工艺条件为:pH=9，PFS-Ca(1∶5)为絮凝剂，投药量为20mg/l,(n1，t1)=(300r/min，60s)，(n2，t2)=(40r/min，900s);腐植酸溶液脱色的最佳工艺条件为:pH=5，PFS-Ca(1∶20)为絮凝剂，投药量为100mg/l,(n1, t1)=(300r/min,60s),(n2, t2)=(40r/min,900s);　　 3.从混凝控制的角度来看，去浊率/脱色率、絮体粒径以及絮体分形维数三者之间存在着一定的相关性，具体表现为:去浊率/脱色率越高，对应的絮体粒径越大，絮体的分形维数越高，当然，絮体平均粒径还与废水的种类相关，不同种类的废水不具备可比性;　　 4.借助Matlab数据分析软件得到了絮凝体分形特征的数学模型为:u=0.06258L-0.3011Df(1)u=0.04584L-0.396Df(2)　　 其中(1)为高岭土模拟废水去浊度试验中絮凝体分形特征的数学模型，式(2)为腐植酸溶液脱色试验中絮凝体分形特征的数学模型。　　 式中u为絮体的沉降速度(mm/s)，L为絮体粒径(mm)，Df为絮体的分形维数。此模型的实用之处在于可以据此公式对絮体参数进行实时监测，从而控制水质、淤泥量以及调整操作参数。