P 2O5 + 3H2O 2H 3O4 [7] Do cĩ ái lực lớn với nước, nên người ta dùng 2O5 làm khơ các chất
3.4.1.2. Dùng muối sắt
Muối sắt II chủ yếu là dạng sắt sunfat hoặc clorua, là chất thải của quá trình xử lý bề mặt kim loại như tẩy gỉ sắt trước khi sơn, mạ. Dung dịch thải cĩ thể chứa tới 15% acid tự do hoặc dạng ion (khi thủy phân sắt sẽ nhả ra H+) và cĩ thể chứa một sĩ ion kịm loại nặng.
Sắt (II) cĩ thể bị oxy hĩa thành sắt (III) trong mơi trường với oxy phân tử, phản ứng oxy hĩa xảy ra dễ dàng với tốc độ phụ thuộc vào pH, nhanh ở vùng pH cao (tốc độ oxy hĩa ở mức pH = 8 cao gấp 100 lần)
Sau khi oxy hĩa thành Fe(III) sẽ xảy ra quá trình thủy phân tạo ra một loạt phức chất dạng hydroxit. Cĩ nhiều nghiên cứu cho thấy sắt (III) hình thành từ quá trình oxy hĩa sắt (II) cĩ hiệu quả hơn là sắt (III) đưa từ ngồi vào trong quá trình tách loại phosphat.
Trong mơi trường khơng cĩ oxy hịa tan, sắt (II) tạo sản phẩm với phosphat:
Phản ứng trên xảy ra triệt để nhất ở vùng pH = 8, ngồi vùng tối ưu trên, lượng phosphat dư lớn hơn gấp 20 lần ở pH =7 và lớn hơn 8 lần ở pH = 9.
Các kết tủa của phosphat sắt hình thành thường ở dạng gen và hiếm khi cĩ thành phần ổn định. Trong điều kiện pH thấp sẽ xuất hiện các kết tủa thiếu sắt (hàm lượng Fe < thành phần theo tỷ lượng). Quá trình cân bằng đạt từ từ ở pH > 5,5 và pH đo được sẽ trải qua một thời gian biến động cao. Trong mơi trường trung tính và bazơ các ion OH- cĩ ái lực với Fe lớn hơn so với PO43-.
Fe(PO4)n + mOH- Fe(OH)m(PO4)n-m/3 + m/3 PO43- [17]
Quá trình này PO43- của OH – cĩ thể quan sát được sự thay đổi màu sắc kết tủa từ trắng sang vàng. Kết tủa màu vàng khi dung dịch Fe3+ tinh khiết. Nếu dung dịch kém tinh khiết thì kết tủa sẽ chuyển sang màu đỏ. Quá trình giảm độ tinh khiết là do Fe3+trong dung dịch khơng ngừng bị thủy phân dẫn đến sự hình thành các phức bị thủy phân và cuối cùng tạo thành kết tủa Fe(OH)3.
Tại một giá trị pH khơng đổi cĩ kết tủa hồn tồn phosphat với tỉ số mol Fe3+/P từ 1,4 – 1,6. Nếu tỷ số Fe3+/P tăng thì lượng Fe(OH)3 cũng tăng nhưng hợp chất của phosphat vẫn cĩ thành phần khơng thay đổi. Ơû tỷ lệ Fe3+/P xấp xỉ 1,22 và 1,23 cĩ sự hình thành phosphat bazơ dạng Fe(OH)2H2PO4.
Đặc điểm của phương pháp
• Khi dùng dư muối sắt sẽ làm giảm pH của nước thải do phản ứng thủy phân của chúng giải phĩng ra H+.
• Do sử dụng muối sắt (II) để kết tủa phosphat tạo ra sản phẩm khĩ lắng hoặc là tạo phức với chất hữu cĩ mặt trong nước thải mà khơng cĩ khả năng lắng.
Vì vậy phương pháp này ít được sử dụng trong thực tế.