随着近年来水体富营养化问题日益严重,饮用水处理中关于藻类的问题受到普遍重视,许多以湖泊水作为水源的自来水厂的正常运行都受到藻类威胁,滤池被堵塞,反冲时间缩短,制水成本提高。混凝法作为最常用的水处理工艺,一直以来受到研究者的重视,特别是近年来复合混凝剂的开发利用为混凝法除藻带来了更光明的前景。本文将磁性纳米颗粒以磁流体的形式加入聚合氯化铁(PFC)中制成磁性复合混凝剂(MPFC),并用于铜绿微囊藻的去除。对磁性纳米颗粒、PFC和MPFC进行了物化性质、结构和形态表征(TEM、XRD、pHPZC、FT-IR和形态分布)。比较了不同初始pH值、混凝剂投加量和离子强度下,PFC和MPFC对铜绿微囊藻的混凝行为。研究了磁性纳米颗粒的加入对絮体沉降速度、对天然有机物(NOM)存在条件下的混凝效果和对微囊藻毒素(MCs)的去除效果的影响,并对其作用机理进行了探讨。通过对混凝剂的各种表征可知,所合成的磁性颗粒是尖晶石结构的Fe304纳米颗粒,它与PFC复合后,其结构和形态未发生变化,但改变了溶液中Fe的分布形态,使Fe的初聚物减少,高聚物增多。与PFC相比,当混凝剂投加量超过一定值后,MPFC表现出了协同促进作用,其混凝除藻效果受pH值、混凝剂投加量和离子强度的影响变小适用范围变宽。初始pH值为10、投加量为2mg/L(以Fe计)时,MPFC可取得100%的除藻率。絮体的沉降动力实验表明,加入磁性纳米颗粒后,絮体的沉降速度明显增加。为更好的描述其沉降特征,本文提出了絮体沉降动力的半经验方程,扩散常数k和反应级数n值越小,沉降速率和效果越好。NOM的存在会导致混凝剂投加量增加,MPFC可取得更好的最大除藻率,且对NOM的去除率增加,降低了出水中有机物形成消毒副产物的趋势。对MCs的去除效果看出,MPFC可以有效缓解混凝过程中胞内藻毒素的释放所带来的危害。对混凝机理的讨论表明,PFC和磁流体悬液的主要除藻机理分别是电中和作用和吸附作用,而MPFC的混凝作用是磁性纳米颗粒和PFC共同作用的结果。磁性纳米颗粒可以将藻细胞、NOM、MCs等带负电的物质吸附到表面,并在Fe的聚合物和氢氧化铁沉淀物的卷扫网捕作用下形成大的絮体从水中沉降去除。