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聚硅酸金属盐复合混凝剂的开发与应用已有几十年的历史，但其在污废水领域内的应用，特别对污废水的悬浮物、有机物以及氮磷的去除，研究较少。鉴于此，以高效去除污水中的颗粒物、有机物以及氮、磷为目标，制备了聚硅酸金属盐系列复合混凝剂——聚硅酸铝铁混凝剂（Polysilicate-metal-composite coagulant,PSM）和聚硅酸镁盐复合混凝剂（Composite-polysilicate-magnesium coagulant,CSM），优化了制备条件，探究了其对生活污水和制药废水的处理性能；对其形态、结构进行了表征，分析了混凝机理；另外，将制备的CSM混凝剂用于化学-生物混凝工艺，优化了工艺运行参数，探讨了反应机理。主要研究成果如下： 分别以硅酸钠、氯化铝和硫酸铁；硅酸钠、氯化铝、硫酸铁和硫酸镁为原料，采用共聚法，制备了PSM和CSM混凝剂，各自最佳制备条件分别为：Al:Fe:Si摩尔比为3:2:3，w(SiO2)=0.9％，酸化聚硅酸pH值为0.5/1；Al:Fe:Mg:Si摩尔比为9:6:6:7，w(SiO2)=0.9%，酸化聚硅酸pH值为0.5/1。与铝盐、铁盐混凝剂PAC、PFS相比，PSM、CSM对制药废水、生活污水去除效果显著提高：对制药废水SS和COD去除率分别为62%和25%，并提高了废水的易降解程度；对生活污水浊度、COD、PO43--P和NH4+-N的去除率分别可达99%、65%、99%和17%。CSM混凝剂对原水pH值和水温适应范围较宽；最佳投加方式为同步投加。 Ferron逐时络合比色法分析表明，Al/Fe摩尔比、Fe/Mg摩尔比、M/Si摩尔比、SiO2浓度以及酸化聚硅酸pH值对PSM和CSM的铝铁水解形态分布有很大影响。XRD和红外分析表明，聚硅酸的引入使得混凝剂呈现出带有少量晶体的无定形结构，形成了Al-Si、Fe-Si、Mg-Si、Fe-O-Si、Al-O-Si、Mg-O-Si以及金属-OH键。SEM分析表明，混凝剂呈现块状、片状结构，并且在主体结构表面吸附了一些细小颗粒。混凝剂对污染物的去除主要依靠电性-中和和吸附-架桥作用。 CSM用于化学-生物混凝工艺的最佳运行条件为：污泥活化时间0.5h，MLSS/COD=1.5；最佳反应方式为： ①0.04m3/h，30min； ②0.08m3/h，10min。 该工艺对浊度、COD、SCOD、PO43-P和NH4+-N去除率分别可达：98%、75%、65%、99%和24%，优于化学混凝。该工艺的运行机理主要包括化学混凝和生物絮凝以及两者之间的相互作用。活性污泥的回流可以起到助凝的作用，有助于降低化学混凝剂的投加量；混凝剂的投加有助于减少后续的沉淀时间。 总体来说，聚硅酸金属盐系列复合混凝剂相比于传统混凝剂，具有更高效的混凝性能，在污水处理以及其他领域内有着广阔的应用前景。