石灰在废水处理中的多效应用：中和、除磷、混凝与降低污泥含水率

石灰在废水处理中的多效应用：中和、除磷、混凝与降低污泥含水率

在废水处理中，石灰不仅作为中和剂，还可作为除磷剂，此外还具有混凝、降低污泥含水率的作用。

1、石灰法除磷原理

生石灰在水处理应用中可以作为中和剂，其碱性高，能快速调节水的pH值，使用成本低。熟石灰用于污水处理时，能有效调节水质pH值，对去除水中总磷有一定效果。由于生石灰与水反应放出高热，所以石灰除磷一般都采用熟石灰作为除磷剂！

石灰除磷的原理是在水中加入石灰，由于氢氧离子的生成，使污水的pH值上升，同时污水中的磷与石灰中的钙发生反应，生成[Ca5(OH)(PO4)3]（羟基磷灰石），反应式如下：

5Ca2++OH-+3PO43- → Ca5(OH)(PO4)3↓

石灰进入水体后，首先与水体的碱度发生反应，生成碳酸钙沉淀，然后过量的钙离子再与磷酸盐发生反应，生成羟基磷灰石沉淀。因此，所需石灰的用量主要取决于所处理废水的碱度，而不是废水的磷酸盐含量。由于要求较高的pH值，对水生生物的正常生长有一定的影响。同时，钙盐除磷剂还会造成池壁或渠道、管壁结垢，曝气管堵塞，因此在河道治理、城镇环境污水处理厂中很少采用钙盐除磷剂。

2、影响石灰除磷的因素

1. pH值

pH值是对除磷影响很大的一个因素。pH值对石灰除磷影响很大，随着pH值的升高，羟基磷灰石的溶解度急剧下降，也就是除磷率迅速上升。当pH值大于9.5时，水中的磷酸盐全部转化为不溶性沉淀。一般pH值控制在9.5~10之间，除磷效果最好。针对不同的废水，石灰的投加量要通过实验来确定。如果要使处理后的水中磷含量在1mg/L以下，二级处理水的pH值应在9.5以上，原废水的pH值应在11以上。

2. 磷形态

对磷的两种形态——正磷酸盐和聚磷酸盐进行了比较，聚磷酸盐的去除率低于正磷酸盐；聚磷酸盐中去除难易程度排序为：焦磷酸盐>三聚磷酸盐>偏磷酸盐，后者去除更难；若聚磷酸盐与正磷酸盐共存，聚磷酸盐的去除效果与正磷酸盐相同。

3. 原废水中的钙浓度

原废水中钙离子浓度影响磷的去除，当pH值为10.5，进水中钙离子含量在40mg/L以上时，处理后水中磷离子含量将在0.25mg/L以下。石灰混凝沉淀除磷工艺采用熟石灰（Ca(OH)2）作为混凝剂，混凝效果优于生石灰（CaO），若直接投加钙盐，效果更佳。

4.镁硬度的影响

废水的镁硬度也是影响石灰法除磷的一个因素，因为在高pH条件下，可生成Mg(OH)2沉淀，该沉淀为胶体沉淀，不仅消耗石灰而且不利于污泥脱水。

5.温度的影响

随着水中温度的升高，石灰对磷的去除率也随之升高。

3、石灰除磷注意事项

石灰作为混凝剂不能用于同时除磷，而只能用于前置除磷或后置除磷。

石灰用于预除磷后，污水的pH值较高，在进入生物处理系统前需要调节pH值；石灰用于后置除磷时，必须调节处理后出水的pH值，才能达到排放要求；石灰也可用于污泥厌氧释磷池或污泥处理过程中产生的富磷上清液的除磷。

石灰除磷产生的污泥量比铝盐、铁盐多得多，所以很少采用。加入少量的阴离子、阳离子或阴阳离子聚电解质，如聚丙烯酰胺（PAM）作为助凝剂，有利于分散的游离金属磷酸盐絮体的凝聚沉淀。

4.石灰除磷步骤

1. 剂量的确定

投加量根据原水中磷含量、原水中磷种类、设计出水磷含量（国家出水磷含量标准）、设计除磷效率（投加除磷剂后的磷含量）等因素确定，最终投加量通过小试、中试确定，或参考类似项目经验，并进行中试，确保出水满足相关规范要求。

2.直接添加法

也就是将石灰不经过稀释直接加入水中，但是这种方法有一定的局限性，水体必须要有搅拌装置，否则除磷效果非常有限，因为石灰没有和水体充分接触，不会和磷充分反应，而直接加入石灰又容易造成粉末漂浮，很不环保！

3.稀释后添加

将石灰按一定比例稀释后直接投加到目标水体中，此方法适用范围较广。

4.用药注意事项

1、用量：需经过科学计算和相关实验确定。

2.稀释时搅拌：充分搅拌。

3、加药点的选择：最好在水流湍急、河道狭窄的地方投加稀释剂。