熟石灰在废水处理中的优缺点是什么?

2025-06-17

熟石灰(氢氧化钙,Ca (OH)₂)在废水处理中应用广泛,其优缺点与性能、成本及工艺适配性密切相关。以下从优势、局限性和替代方案三方面展开分析:

一、核心优势

1. 强碱性与高效中和能力

快速调节 pH:熟石灰的强碱性可迅速中和废水中的强酸(如硫酸、盐酸),将酸性废水的 pH 值提升至中性或碱性范围,满足后续处理工艺(如生化处理、沉淀)的条件。

适用范围广:对高浓度酸性废水(如矿山废水、化工废液)中和效果显著,且不受废水中其他污染物干扰。

2. 重金属沉淀效果优异

低成本除重金属:提供的 OH⁻可与铅(Pb²⁺)、镉(Cd²⁺)、铜(Cu²⁺)等重金属离子生成难溶性氢氧化物沉淀,反应速度快,无需复杂设备。

协同絮凝作用:生成的氢氧化钙胶体颗粒可吸附悬浮物,与絮凝剂联用能进一步提升沉淀效率,降低出水浊度。

3. 工艺成熟且成本低廉

原料易得:生石灰(CaO)加水即可制得熟石灰,工业产量大,价格远低于氢氧化钠(NaOH)等强碱。

操作简单:可配制成乳液或干粉直接投加,无需特殊设备,适合中小型污水处理厂或应急处理场景。

4. 多功能协同处理

除磷脱氮:Ca²⁺与磷酸根(PO₄³⁻)反应生成磷酸钙沉淀,降低水体富营养化风险;调节 pH 至碱性可促进氨氮(NH₄⁺)挥发或强化生物脱氮。

污泥调理:作为化学调理剂,可改善污泥脱水性能,减少污泥体积,降低处置成本。

二、主要局限性

1. 投加量大,污泥产量高

沉淀污泥量大:中和反应生成的硫酸钙(CaSO₄)、氢氧化金属沉淀等污泥量较大,需额外的污泥处理设施(如浓缩池、压滤机),增加设备投资和运行成本。

处置难题:若污泥中含有重金属,需按危险废物处理,进一步推高成本;部分污泥可能因碱性强导致后续资源化利用受限(如制砖、填埋)。

2. 易造成二次污染风险

钙盐残留:过量投加可能导致出水中钙离子(Ca²⁺)浓度升高,若废水需回用或排放至对硬度敏感的水体(如地下水),可能引发钙垢沉积或硬度超标问题。

碱性残留:操作不当可能导致废水 pH 过高,需后续回调(如投加盐酸),增加药剂消耗和工艺复杂性。

3. 设备腐蚀与操作风险

浆液磨损性强:熟石灰乳液(尤其是高浓度时)对输送管道、泵体和搅拌设备具有一定磨损性,需采用耐腐蚀材质(如不锈钢、橡胶衬里),增加设备成本。

操作安全要求高:熟石灰粉尘或乳液接触皮肤、眼睛可引起灼伤,需严格佩戴防护装备,且储存环境需防潮(避免与 CO₂反应生成 CaCO₃)。

4. 对特定污染物处理效果有限

高浓度氟化物处理不足:虽然可与氟离子(F⁻)生成氟化钙(CaF₂)沉淀,但 CaF₂溶解度较高(约 16 mg/L),难以满足严格的排放标准(如≤10 mg/L),需联用其他药剂(如铝盐、磷酸盐)。

对络合态重金属去除效果差:若废水中重金属以络合物形式存在(如氰合铜、氨合镍),需先破络(如氧化、调 pH)才能有效沉淀,增加工艺步骤。


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