在廢水處理中，石灰不僅可以作為中和劑，還可以用作除磷劑。此外，它還具有混凝和降低污泥含水率的功效。

1. 石灰法除磷的原理

石灰在水處理中的應(yīng)用主要包括生石灰和熟石灰兩種形式。生石灰具有高堿度，能夠快速調(diào)整水質(zhì)的pH值，并且成本較低。熟石灰則常用于污水處理，能夠有效調(diào)節(jié)水質(zhì)的pH值，并對(duì)水中的總磷有一定的去除效果。由于生石灰與水反應(yīng)會(huì)放出大量熱量，通常使用熟石灰作為除磷劑。

石灰法除磷的基本原理是在水中投加石灰，形成氫氧根離子，使污水的pH值上升。此時(shí)，水中的磷與石灰中的鈣發(fā)生反應(yīng)，生成羥磷灰石（Ca5(OH)(PO4)3），其反應(yīng)式如下：

5Ca²⁺ + OH^- + 3PO₄^3----Ca5(OH)(PO4)3

石灰進(jìn)入水中后，首先與水的堿度發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，隨后過量的鈣離子與磷酸鹽反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀。因此，所需的石灰量主要取決于待處理廢水的堿度，而不是廢水的磷酸鹽含量。由于需要較高的pH值，這可能對(duì)水體生物的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生一定影響。此外，鈣鹽除磷劑可能引起池壁或管壁上結(jié)垢及曝氣管堵塞等問題，因此在河道治理和城市污水處理廠中應(yīng)用較少。

2. 影響石灰除磷的因素

1. pH值：pH值是影響除磷效果的重要因素，隨著pH值升高，羥基磷灰石的溶解度迅速下降，即磷的去除率增加。當(dāng)pH值大于9.5時(shí)，水中的磷酸鹽幾乎完全轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄缘某恋?。一般控制pH值在9.5到10之間效果最佳。

2. 磷的形態(tài)：正磷酸鹽的去除率高于聚磷酸鹽。聚磷酸鹽中的去除順序?yàn)榻沽姿猁}、三聚磷酸鹽、偏磷酸鹽。

3. 原廢水中鈣的濃度：原廢水中鈣的濃度對(duì)磷的去除效果有影響。當(dāng)pH值為10.5，鈣含量在40mg/L以上時(shí)，處理水中磷的含量可以降至0.25mg/L以下。

4. 鎂硬度的影響：廢水中的鎂硬度也會(huì)影響石灰法除磷，因?yàn)樵诟遬H值條件下可以生成Mg(OH)2沉淀，這會(huì)消耗石灰并不利于污泥脫水。

5. 溫度的影響：水溫升高會(huì)提高石灰除磷的去除率。

3. 石灰除磷的注意事項(xiàng)

石灰作為混凝劑不能用于同步除磷，只能用于前置或后置除磷。前置除磷后的污水pH值較高，需在進(jìn)入生物處理系統(tǒng)前調(diào)整pH值；后置除磷后的出水也必須調(diào)節(jié)pH值以滿足排放要求。石灰還可用于處理污泥厭氧釋磷池或污泥處理過程中產(chǎn)生的富磷上清液。

使用石灰除磷會(huì)產(chǎn)生比鋁鹽或鐵鹽更多的污泥，因此很少采用。加入少量的聚丙烯酰胺（PAM）作為助凝劑，有利于金屬磷酸鹽絮體的混凝和沉淀。

4. 石灰除磷的投加步驟

1. 投加量的確定：依據(jù)原水中磷含量、磷的種類、設(shè)計(jì)出水磷含量和設(shè)計(jì)除磷效率確定投加量，需經(jīng)過小試和中試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2. 直接投加法：石灰直接投加到水體中，但需有攪拌裝置，否則除磷效果有限。

3. 稀釋后投加法：將石灰稀釋后投加到水體中，適用范圍更廣。

4. 投加注意事項(xiàng)：確定投加量、充分?jǐn)嚢?、選擇合適的投加點(diǎn)如水流湍急、河道狹窄處進(jìn)行投加。

通過上述方法，可以有效地利用石灰在廢水處理中實(shí)現(xiàn)除磷效果。