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基于聚硅酸铁(PSF)优异性能探究其短时“混凝-沉淀-过滤”工艺(以下简称短时工艺)效果，以腐殖酸模拟水为试验水样，考察PSF短时“混凝-沉淀”效果，与其普通“混凝-沉淀”及复合铝铁(PFA)作对比，测量分形维数以分析絮体特征；通过自制过滤装置探究PSF短时工艺效果，分析过滤因素的影响，并利用相机及扫描电镜(SEM)对絮体及滤料进行观察；采用计算流体力学(CFD)模拟过滤装置，分析流场压力及速度变化；最后对PSF短时工艺的机理作了分析。
(1)PSF短时“混凝-沉淀”工艺条件：投加量、絮凝时间和沉淀时间分别为6mg/L、4min和3min。PSF短时“混凝-沉淀”除浊、除色率均约为92%，与普通“混凝-沉淀”效果差异较小，反应时间却节省近62%；PFA短时“混凝-沉淀”除浊除色率均仅约70%。显微镜下PSF短时及普通“混凝-沉淀”絮团呈现红褐色，分形维数较大，PFA絮团分形维数较小，颜色较浅。
(2)PSF短时工艺出水水质及过滤周期均远优于PFA短时工艺及普通“混凝-沉淀-过滤”工艺(以下简称普通工艺)，与PSF普通工艺相比，PSF短时工艺过滤周期稍短，但出水水质差异不明显。滤层厚度对PSF短时工艺出水水质影响不大，对过滤周期有一定影响，30cm、70cm、50cm滤层厚度的过滤周期分别为14h、18h、20h；滤速对PSF短时工艺除浊除色效果影响较小，对去除UV254、CODMn影响较明显；滤料粒径越大过滤周期越长，1~2mm、2~3mm粒径时的过滤周期分别为55h、74h，并且出水水质差距较小。
(3)通过数值模拟得出，滤层厚度或滤速越大的过滤流场，其内压力越大，压力值沿水流方向逐渐减小，同一水平高度的压力值近似相等。过滤流场(除滤层部分)内的速度受边壁黏性影响较明显，同一高度水平面上速度值并非常数；但由于多孔介质(滤层)较为理想化，滤层内速度较为一致。
(4)利用普通相机及SEM观察得出，PSF短时与普通“混凝-沉淀”产生的絮体尺寸均较大，并且两者间差异不明显，PFA产生絮体尺寸较小；PSF短时工艺的滤料表面杂质附着较少，污染程度较弱，PFA短时及普通工艺滤料表面均呈现杂质堆积的形貌。机理分析：混凝沉淀过程中，PSF基于结构及组成上的优势，脱稳、架桥及网捕卷扫效率高，形成分形维数较大、密实的絮团，沉淀效率高，絮体可被滤料充分粘附拦截，出水水质好，满足水质要求情况下有较长过滤周期。
(1)PSF短时“混凝-沉淀”工艺条件：投加量、絮凝时间和沉淀时间分别为6mg/L、4min和3min。PSF短时“混凝-沉淀”除浊、除色率均约为92%，与普通“混凝-沉淀”效果差异较小，反应时间却节省近62%；PFA短时“混凝-沉淀”除浊除色率均仅约70%。显微镜下PSF短时及普通“混凝-沉淀”絮团呈现红褐色，分形维数较大，PFA絮团分形维数较小，颜色较浅。
(2)PSF短时工艺出水水质及过滤周期均远优于PFA短时工艺及普通“混凝-沉淀-过滤”工艺(以下简称普通工艺)，与PSF普通工艺相比，PSF短时工艺过滤周期稍短，但出水水质差异不明显。滤层厚度对PSF短时工艺出水水质影响不大，对过滤周期有一定影响，30cm、70cm、50cm滤层厚度的过滤周期分别为14h、18h、20h；滤速对PSF短时工艺除浊除色效果影响较小，对去除UV254、CODMn影响较明显；滤料粒径越大过滤周期越长，1~2mm、2~3mm粒径时的过滤周期分别为55h、74h，并且出水水质差距较小。
(3)通过数值模拟得出，滤层厚度或滤速越大的过滤流场，其内压力越大，压力值沿水流方向逐渐减小，同一水平高度的压力值近似相等。过滤流场(除滤层部分)内的速度受边壁黏性影响较明显，同一高度水平面上速度值并非常数；但由于多孔介质(滤层)较为理想化，滤层内速度较为一致。
(4)利用普通相机及SEM观察得出，PSF短时与普通“混凝-沉淀”产生的絮体尺寸均较大，并且两者间差异不明显，PFA产生絮体尺寸较小；PSF短时工艺的滤料表面杂质附着较少，污染程度较弱，PFA短时及普通工艺滤料表面均呈现杂质堆积的形貌。机理分析：混凝沉淀过程中，PSF基于结构及组成上的优势，脱稳、架桥及网捕卷扫效率高，形成分形维数较大、密实的絮团，沉淀效率高，絮体可被滤料充分粘附拦截，出水水质好，满足水质要求情况下有较长过滤周期。