污水处理厂是阻断水中污染物进入自然环境的最终屏障。而生物处理工艺对重金属和磷的去除效果不明显,传统混凝深度处理工艺对重金属和磷不能同步去除,且对重金属的去除效果不理想。高铁酸钾作为绿色水处理剂,兼有氧化和絮凝作用,研究高铁酸钾在污水深度处理中对重金属和磷去除特性,具有实用价值。本试验进行高铁酸钾（K₂FeO₄）在水溶液中自分解特性的影响因素研究,本试验以水中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP为研究对象,利用K₂FeO₄的自分解特性,研究了K₂FeO₄对水中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的同步去除效果,同时研究了Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）对K₂FeO₄同步去除Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的影响作用,利用SEM-EDS、FTIR、XRD、XPS等技术手段,初步分析了K₂FeO₄自分解特性、K₂FeO₄去除Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP机理、Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）促进K₂FeO₄去除Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP机理。试验研究结果如下:（1）K₂FeO₄在水溶液中的自分解受投加量和pH值影响显著。随着K₂FeO₄投加量的增大,K₂FeO₄在水中分解率越高,自分解速率加快。先调节pH值时,K₂FeO₄在溶液中的自分解率均较低,当先投加K₂FeO₄后调节pH值时,在酸性及中性条件下,K₂FeO₄可以迅速发生自分解,且在pH=7.02条件下分解率最高;溶液中Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）可以促进K₂FeO₄在溶液中的自分解,当投加80 mg/L Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）时,K₂FeO₄溶液分解后的分解率比不投加Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）时分别升高了54.63%和49.83%;溶液中SiO₃^2-会抑制K₂FeO₄在溶液中的自分解,随着SiO₃^2-投加量的升高,K₂FeO₄自分解率降低。（2）由K₂FeO₄自分解产物的SEM-EDS、XRD、FTIR、XPS表征结果可得,K₂FeO₄在水中自分解是由Fe（Ⅵ）被还原为Fe（Ⅲ）的过程。自分解产物为圆形纳米颗粒,为铁的氧化物（Fe₂O₃）或者氢氧化物（FeOOH或Fe（OH）₃）,具有絮凝作用。（3）K₂FeO₄对水样中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的同步去除效果受投加量、pH值、有机物浓度等影响较大。随着K₂FeO₄投加量的增大,Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除效果均为先快速上升后基本不变,当K₂FeO₄投加量为60 mg/L时,对Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除率分别为97.75%、90.53%、99.50%;在先调pH时,对Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除率均低于后调节pH时,后调节pH时,当pH=7.02时,K₂FeO₄对Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除率最高;K₂FeO₄优先去除水中的TP和Cu（Ⅱ）,之后才会去除Cd（Ⅱ）;选择腐殖酸浓度代表水中有机物浓度的变化,随着水样中腐殖酸浓度的升高,K₂FeO₄对配置水样中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除效果均呈现下降的趋势。原水选择中水站二沉池出水时,随着K₂FeO₄投加量的增加,对Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除率都不断上升。当投加150 mg/L K₂FeO₄时,溶液中剩余Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的浓度满足一级A出水对铜、镉和磷的要求。（4）由K₂FeO₄同步去除Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP产物的SEM-EDS、XRD、FTIR、XPS表征结果分析可得,K₂FeO₄去除Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP后的沉淀产物成球状聚集在一起。且产物中有CuFe₂O₄和CdFe₂O₄的存在,说明K₂FeO₄在溶液中分解后通过分解产物吸附作用去除水中的Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）。沉淀物中P以KH₂PO₄和FePO₄的形式处在,说明K₂FeO₄对磷的去除部分是通过直接吸附,部分是通过形成FePO₄后再被K₂FeO₄自分解产物吸附去除。（5）随着溶液中Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）浓度增加,K₂FeO₄对Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除率都不断上升。当溶液中Fe（Ⅱ）投加量为40 mg/L时,K₂FeO₄对Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除率比只投加K₂FeO₄时分别升高了71.8%、62.4%和22.2%。当溶解中Fe（Ⅲ）投加量为40 mg/L时,K₂FeO₄对配置水样中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和TP的去除率比只投加K₂FeO₄时分别升高了69.3%、52.9%和20.5%。（6）由XRD分析结果可知,沉淀产物衍射峰与不加Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）相比不明显,加入Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）后沉淀产物红外光谱的各特征峰强度减弱,并且发生小范围的偏移,说明Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的加入改变了Fe（Ⅵ）转变为Fe（Ⅲ）过程中电子转移的途径,在这个过程中可能发生单电子、双电子或三电子的单独或复合的复杂转移过程,通过多种电子转移过程可以形成带正电荷网状Fe中间价态产物,实现对重金属和FePO₄的吸附去除。