硫酸亚铁(FeSO₄)用于废水除磷的原理基于化学混凝原理,具体包括以下几个关键步骤:
1、化学反应:
硫酸亚铁溶于水后释放出亚铁离子(Fe²⁺),这些亚铁离子可以与水中的磷酸根离子(PO₄³⁻)反应生成难溶性的磷酸盐沉淀。
Fe²⁺可以被氧化成Fe³⁺,进一步与磷酸根离子生成更为稳定的磷酸盐沉淀。
2、水解与聚合:
Fe²⁺在水中会经历水解过程,形成各种多核羟基络合物,如Fe₅(OH)₈⁷⁺、Fe₇(OH)₁₂⁹⁺等。
这些多核羟基络合物能够有效地吸附水中的胶体粒子和磷酸盐,促进它们的凝聚和沉淀。
3、混凝与絮凝:
形成的多核羟基络合物能够降低或消除胶体粒子表面的电荷,减少粒子间的排斥力,促使它们聚集在一起形成更大的絮状物。
絮凝作用使得这些微小的颗粒能够快速沉淀下来,从而从废水中分离出去。
4、沉淀分离:
经过上述反应,形成的磷酸盐沉淀物会在重力作用下沉淀到水底,然后可以通过物理方法(如沉淀池或过滤设备)将其从废水中分离出去。
5、pH值的影响
pH值对硫酸亚铁除磷效果有很大影响。在合适的pH值范围内(通常是中性到弱碱性,约pH 6-9),硫酸亚铁可以更有效地形成絮凝物。
如果pH值过低,Fe²⁺可能不会充分水解,如果pH值过高,则可能会形成氢氧化铁沉淀,而不是有效的絮凝物。
6、投加量
硫酸亚铁的投加量需要根据废水的具体情况进行调整。过量投加可能会导致废水变黄,即所谓的“返色”现象,这是因为多余的Fe²⁺未能完全反应。
通常,确定硫酸亚铁的投加量需要通过实验室的小规模试验来确定最佳量,以确保既能有效除磷又不过量。
综上所述,硫酸亚铁除磷是一种有效的化学方法,通过生成难溶性的磷酸盐沉淀物来去除废水中的磷。这种方法在废水处理中得到广泛应用,特别是在去除溶解性和非溶解性磷方面。
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