硫酸亚铁在污水处理中的作用

硫酸亚铁在污水处理中具有多重关键作用，涵盖污染物去除、水质调节、沉淀效果优化及脱色除臭等方面，具体如下：

1. 污染物去除

• 除磷：硫酸亚铁与污水中的磷酸根离子结合，生成不溶性磷酸铁沉淀（反应式：$3{\text{FeSO}}_4+2{\text{PO}}_4^{3-}\to {\text{Fe}}_3({\text{PO}}_4{)}_2\downarrow +3{\text{SO}}_4^{2-}$），有效降低磷含量，防止水体富营养化。

• 重金属沉淀：通过氧化还原反应或形成金属氢氧化物沉淀，去除铬、锌、铜、铅等重金属离子。例如，将六价铬（${\text{Cr}}^{6+}$）还原为毒性较低的三价铬（${\text{Cr}}^{3+}$），反应式为：
  ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}+6{\text{Fe}}^{2+}+14{\text{H}}^{+}\to 2{\text{Cr}}^{3+}+6{\text{Fe}}^{3+}+7{\text{H}}_2\text{O}$（酸性条件）。

• 硫化物去除：与硫化物反应生成硫化亚铁沉淀（反应式：${\text{FeSO}}_4+{\text{S}}^{2-}\to \text{FeS}\downarrow +{\text{SO}}_4^{2-}$），适用于含硫废水处理。

2. 水质调节

• pH值调节：硫酸亚铁呈弱酸性，可将碱性废水的pH值调节至8-9的适宜范围，增强絮凝效果并辅助生化处理。但需注意，其调节能力通常弱于专用酸碱调节剂。

• 微生物营养补充：作为铁元素来源，促进微生物活性，提高污染物降解效率，尤其适用于活性污泥系统。

3. 沉淀效果优化

• 絮凝作用：硫酸亚铁水解生成氢氧化铁胶体（${\text{Fe(OH)}}_3$），通过吸附和架桥作用凝聚悬浮颗粒、胶体及部分有机物，形成密实絮体，加速沉降。其絮凝效果优于聚合氯化铝等传统药剂，且污泥体积小、脱水性能好。

• 污泥脱水：作为絮凝剂或助凝剂，提高污泥脱水效率，减少体积，便于后续处置。

4. 脱色与除臭

• 脱色：对印染、纺织废水中的有色物质具有显著吸附和去除作用，改善废水颜色。

• 除臭：与硫化氢等异味物质反应，生成不挥发性硫化物，减少污水气味，改善工作环境。

5. 辅助功能

• 辅助消毒：与氯气反应生成次氯酸铁，增强氧化能力，提升消毒效果。

• 成本优势：价格低廉，可替代亚硫酸钠等昂贵还原剂，降低处理成本。

应用注意事项

• 剂量控制：过量添加可能导致水体变色、抑制微生物活性或增加污泥量。

• 结合使用：常与聚丙烯酰胺等有机絮凝剂联用，优化絮凝效率。

• 储存安全：溶液具腐蚀性，需密封保存，防止泄漏。

• 适用条件：在碱性废水（pH 8-9）中效果更佳，酸性条件下性能下降。

总结

硫酸亚铁通过化学沉淀、絮凝、还原及营养补充等机制，在污水处理中实现高效污染物去除、水质调节及工艺优化。其成本低廉、功能多样，尤其适用于印染、电镀等工业废水处理，但需严格控制剂量并注意操作安全。