硫酸亚铁(FeSO₄)在工业污水处理中是一种常用且高效的化学药剂,具有多种重要作用,主要包括以下几个方面:
1. 除磷(化学沉淀法)
这是硫酸亚铁在污水处理中最主要的应用之一。
硫酸亚铁中的二价铁离子(Fe²⁺)能与污水中的磷酸盐(PO₄³⁻)反应,生成难溶于水的磷酸铁(FePO₄)沉淀。
反应式:
通过后续的沉淀或过滤工艺,可有效去除水体中的总磷,满足排放标准(如《城镇污水处理厂污染物排放标准》中对总磷的要求)。
注意:在实际应用中,常需将Fe²⁺氧化为Fe³⁺(如曝气或加氧化剂),因为三价铁形成的磷酸铁沉淀更稳定、除磷效率更高。
2. 脱色(去除有色有机物)
工业废水(如印染、造纸、焦化废水)常含有大量有色有机物(如偶氮染料、腐殖酸等)。
硫酸亚铁可作为芬顿试剂(Fenton)的组成部分,与过氧化氢(H₂O₂)反应生成强氧化性的羟基自由基(·OH),能有效降解发色基团,实现脱色和有机物去除。
反应原理:
3. 混凝与絮凝作用
Fe²⁺在水中水解并氧化后生成Fe³⁺,进一步形成氢氧化铁(Fe(OH)₃)胶体,具有很强的吸附和网捕能力。
这些胶体能中和悬浮颗粒和胶体物质的表面负电荷,促进其凝聚成较大的絮体(矾花),便于通过沉淀或气浮去除。
可有效去除SS(悬浮物)、COD、部分重金属和胶体物质。
4. 去除重金属离子
硫酸亚铁可用于处理含重金属的工业废水(如含铬、镉、铅、砷等)。
通过共沉淀或形成不溶性金属化合物的方式去除重金属:
例如,六价铬(Cr⁶⁺)可先被Fe²⁺还原为三价铬(Cr³⁺),再与OH⁻生成Cr(OH)₃沉淀。
对含砷废水,Fe³⁺可与砷酸根形成难溶的砷酸铁沉淀。
5. 调节pH与改善污泥性能
虽然硫酸亚铁本身呈酸性,但在某些工艺中可通过控制投加量辅助调节pH。
添加硫酸亚铁可改善污泥的沉降性和脱水性,减少污泥膨胀问题。
使用注意事项:
氧化问题:Fe²⁺易被氧化为Fe³⁺,储存和使用时应注意密封避光。
投加量控制:过量投加可能导致出水色度升高(铁离子残留)或增加污泥产量。
pH影响:最佳反应pH通常在6–9之间,需根据水质调整。
污泥处置:生成的含铁污泥属于危险废物的可能性较低,但仍需按规范处理。
硫酸亚铁凭借其成本低、效果好、多功能性,广泛应用于电镀、印染、化工、制药等行业的污水处理中,尤其适用于需要除磷、脱色、混凝和重金属去除的场合。合理设计投加系统和工艺参数,可显著提升污水处理效率。
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