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硫酸鋁在水溶液中以水合離子[Al（H2O）]3+形態存在，隨著pH值的升高不斷進行水解反應，在此過程會發生羧基僑聯而生成多核羧基絡合物，如：
2[Al（H2O）5（OH）]2+ =[Al2（H2O）5（OH）2]4+ + 2H2O
生成雙核二聚體，還可以進一步聚合生成更高級聚合物，如：
[Al2(H2O)8(OH)2]4++H2O=[Al2(H2O)7(OH)3]3++(H3O)+
[Al2(H2O)7(OH)3]3++[Al (H2O)5(OH)]2+=[Al3(H2O)5(OH)4]5++7H2O
這些高級聚合物與水體中的磷酸根結合生成沉淀，從而使水體中的磷含量降低。所以，硫酸鋁是通過壓縮雙電層、吸附架橋、電中和吸附和網捕作用達到絮凝效果的。
而聚合硫酸鐵是一種鹽基性高價鐵的大分子化合物。由于含有[Fe2(OH)3]3+、[Fe3(OH)6]3+、[Fe8(OH)20]4+等高價多核多鏈聚合物，且水解產生的膠體電荷高，其壓縮雙電層，電中和吸附的能力更強，與水體中的磷酸根結合更完全，而且具有更優良絮凝性能。
有實驗證明，通過對Al離子和Fe離子除磷效果的分析可知，Fe離子的除磷效果更佳，比Al離子效果高出15%。
同時聚合硫酸鐵還具有以下幾點優勢：
首先，聚合硫酸鐵比重大，達到1.5g/cm3。吸附架橋作用強，混凝性能優越，絮凝體形成和沉降速度都較快。
其次，適合水體pH值范圍廣泛，pH值在4~11范圍內均能形成穩定的絮體。磷酸鐵的溶度積為1.3×10-22較磷酸鋁溶度積5.8×10-19更低，形成的沉淀物更穩定，與磷酸根結合更充分完全，總磷殘留更少。
最后，使用時Fe離子殘留量少，效果也較之硫酸鋁好。
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