随着国民经济的快速发展和工业化进程的加速,水体富营养化已成为全世界共同面临的环境难题之一,为有效控制水体富营养化,应控制水体中的磷含量。本文在综述国内外除磷工艺的基础上,研究了在有机物存在条件下,三价铁去除水体中磷酸盐的物理化学过程。主要研究内容和结果如下:1.研究了均相环境中,模化有机物柠檬酸对三价铁去除磷酸盐的分子模型。研究发现三价铁对磷酸盐的去除性能很大程度上取决于pH值和竞争有机物的浓度,pH值在6-8之间是三价铁除磷的最佳pH范围;当溶液处于较高的碱性环境下,一定浓度的三价铁去除磷酸盐的能力会随柠檬酸加入而降低。采用基于物料守恒的分子模型模拟得到了经验分子式为Fe1.6H2PO4(OH)3.8的沉淀产物。2.研究了在环境pH条件下,溶解性微生物产物(SMP)、羟基氧化铁(HFO)和磷酸盐构成的两相多组分溶液中,SMP对HFO吸附磷酸根的影响。结果表明,pH的升高和SMP浓度的增加都会抑制HFO对磷酸盐的吸附,并通过扩散双电层模型(DLM)和电荷分布多位络合模型(CD-MUSIC)模型得到了络合反应平衡常数,log10K分别为15.1±0.11和12.1±0.5,进而完善了相关表面络合模型的平衡常数数据库。3.研究了多种模化有机物、磷酸盐和HFO组成的两组多组分体系,研究了不同条件下HFO对磷酸盐的吸附能力。研究表明:(1)pH是影响吸附的一个主要因素,HFO吸附磷酸盐的能力随着pH的升高而降低;(2)比较了有机物不同浓度对吸附性能的影响,研究发现高浓度的有机物不利于磷酸盐的去除:(3)比较了 不 同有机物对HFO吸附磷酸根的影响,研究发现不同的官能团与磷酸盐竞争固体表面电荷位的能力不同,三种模化有机物按影响从大到小排列为醋酸>草酸>磺基水杨酸。