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硫酸亚铁在水处理中的主要作用包括作为絮凝剂、还原剂、沉淀剂和pH调节剂。 硫酸亚铁可以通过这些作用有效去除水中的悬浮颗粒、有机物、重金属离子等污染物，提高水质。
硫酸亚铁还可以作为沉淀剂，与水中的硫化物、磷酸盐等形成不溶性沉淀，从而去除这些有害物质。这对于处理含有特定污染物（如含硫废水）的工业废水特别有效。
此外，硫酸亚铁本身为酸性物质，可以在某些情况下用于调节碱性废水的pH值，使之更适合后续处理过程。适量的硫酸亚铁还可以提供铁元素，作为微生物生长的营养源，有助于提升生物处理的效率和稳定性。
沉淀剂：硫酸亚铁可以与水中的硫化物、磷酸盐等形成不溶性沉淀，如与磷酸盐反应生成磷酸铁沉淀，从而去除这些有害物质。这对于处理含有特定污染物（如含硫废水）的工业废水特别有效。
还原剂：作为一种强还原剂，硫酸亚铁能够将水中的某些污染物，如六价铬（Cr(VI)），还原为毒性较低的三价铬（Cr(III)），从而便于后续处理或使其符合排放标准。这在电镀废水处理中尤为常见。
pH调节：由于硫酸亚铁本身为酸性物质，可以在某些情况下用于调节碱性废水的pH值，使之更适合后续处理过程。
硫酸亚铁是一种常见的污水处理药剂，在污水处理的过程中硫酸亚铁大致可以分为四大作用：还原剂、絮凝剂、生物养料和沉淀剂。
硫酸亚铁本身具有很强的还原性，使用到污水处理时，尤其是在电镀厂废水的处理过程中，可以将污水中的六价铬还原成三价铬，可以代替其它一些价格较贵的净水药剂，并且处理污水的效果较好。
硫酸亚铁在污水中常被用作絮凝剂，具有沉降速度快、污泥量少切密实，并且硫酸亚铁还具有很好的脱色效果，经过硫酸亚铁处理的污水，可以放心的进行生化处理，不会对生活的菌种有抑制的效果，这也是目前硫酸亚铁作絮凝剂的一大优点。