生石灰除磷：低成本废水处理的优选方案

生石灰除磷：低成本废水处理的优选方案

生石灰，化学式CaO，是通过高温煅烧石灰石（主要成分为碳酸钙）制得的白色或灰白色块状物质。在水处理领域，生石灰因其强碱性和化学反应活性，被广泛应用于废水处理中，特别是在pH值调节和磷去除方面表现出色。

生石灰在废水处理中最显著的应用之一是去除水体中的磷。磷是水体富营养化的主要污染物之一，过量的磷会导致藻类大量繁殖，形成水华，严重威胁水体生态平衡。生石灰除磷的原理基于生成不溶性磷酸盐沉淀，具体反应如下：

5Ca²⁺ + OH⁻ + 3PO₄³⁻ → Ca₅(OH)(PO₄)₃↓

这一反应表明，生石灰投入水中后，会与水中的磷酸盐反应生成羟磷灰石（Ca₅(OH)(PO₄)₃），这是一种不溶于水的沉淀物，可以通过沉淀或过滤的方式从水中去除。值得注意的是，生石灰进入水中后，首先会与水的碱度发生反应生成碳酸钙沉淀，然后过量的钙离子才能与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀。因此，所需的石灰量主要取决于待处理废水的碱度，而不是废水的磷酸盐含量。

pH值调节

生石灰是一种强碱性物质，能够快速提高水体的pH值。在工业废水处理中，许多废水呈酸性，需要通过中和反应调节pH值至中性或弱碱性，以满足后续处理工艺的要求。生石灰的使用成本较低，且反应迅速，因此在pH值调节方面具有明显优势。

除磷效果

生石灰除磷效果显著，特别是在高pH值条件下，除磷效率更高。研究表明，当pH值控制在9.5～10之间时，除磷效果最佳。对于不同类型的废水，生石灰的投加量需要通过实验确定。例如，若要使处理水中的磷含量降至1mg/L以下，二级处理水的pH值需在9.5以上，而原废水的pH值则需在11以上。

与铝盐和铁盐等其他化学除磷方法相比，生石灰具有成本优势。铝盐和铁盐虽然除磷效果较好，但成本较高，且可能对设备造成腐蚀。而生石灰来源广泛，价格低廉，是一种经济有效的除磷选择。

实际应用案例

在某污水处理厂的实际应用中，采用生石灰作为除磷剂，通过调节pH值至9.5～10，成功将出水磷含量降至0.5mg/L以下，达到国家排放标准。这一案例充分展示了生石灰在废水除磷中的实际应用效果。

尽管生石灰在废水处理中具有诸多优点，但在实际应用中也需要注意以下几点：

1. pH值控制：生石灰除磷需要较高的pH值，这可能对水体生物的正常生长产生一定影响。因此，在使用过程中需要严格控制pH值，避免对生态环境造成不利影响。

2. 管道堵塞：生石灰在水中反应生成的沉淀物可能导致管道堵塞，特别是在高浓度投加时。因此，在设计投加系统时需要充分考虑这一问题，采取必要的预防措施。

3. 安全性：生石灰具有强碱性，对皮肤和呼吸道有刺激性。在操作过程中，工作人员需要佩戴适当的防护装备，避免直接接触和吸入粉尘。

4. 污泥处理：使用生石灰除磷会产生大量污泥，需要进一步处理。虽然加入少量的聚丙烯酰胺（PAM）等助凝剂可以改善污泥的脱水性能，但仍需考虑后续污泥处理的成本和方法。

生石灰在废水处理中的应用具有显著的环境和经济效益。它不仅能够有效去除水体中的磷，防止水体富营养化，还能调节pH值，改善水质。尽管在使用过程中需要注意一些问题，但其低成本和快速见效的特点，使其成为许多污水处理厂的首选方案。随着环保要求的日益严格，生石灰在废水处理中的应用前景将更加广阔。