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石灰水处理是一种经济的处理方法，在20世纪50年代末和60年代初，我国就有电厂采用石灰处理循环冷却系统的补充水。主要有两方面功能：一是降低原水碱度和含盐量，二是利用石灰反应及反应产物的接触和吸附性能，去除水中微小颗粒及胶体物质。
石灰处理是通过投加石灰乳控制出水pH为10.3～10.5，进行化学反应，产生大量各种形态的CaCO3结晶，降低水中暂硬，同时生成结晶核心还可以对其它杂质起凝聚、吸附作用；而且石灰乳引起的pH值的升高也为氨氮和磷酸盐的去除创造了条件。为了提高工艺的沉淀效果，一般在处理过程中投加适量的凝聚剂与助凝剂，通过压缩双电层作用使分散的悬浮物、CaCO3结晶、有机物、有机粘泥、胶体物等带电体失稳，在机械混合搅拌和高分子助凝剂架桥与网捕作用下，颗粒物质碰撞结合长大，使污染物变的容易沉降。
石灰水处理的常见反应式如下：
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3↓+2H2O
Ca(OH)2+Mg(HCO3)2=CaCO3↓+MgCO3+2H2O
MgC03+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCO3↓
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2
MgSO4+Ca(OH)2= Mg(OH)2↓+CaSO4↓
4Fe(HCO3)2+8Ca(OH)2+O2=4Fe(OH)3↓+8CaCO3↓+6H2O
Fe2(S04)3+3Ca(OH)2=2Fe(OH)3↓+3CaSO4↓
2.石灰处理后的水质
2.1游离CO2
经石灰处理后，水的pH一般在8.3以上，所以水中的游离CO2全部去除。
2.2碱度
经石灰处理后水的残余碱度包括两个部分：一是CaCO3的溶解度，一般为0.6~0.8mmol/L；另一部分是石灰的过剩量，一般控制在0.2~0.4mmol/L（以1/2 CaCO3计）。经石灰处理后，水的残留碱度一般在0.8~1.2 mmol/L。
2.3硬度
经石灰处理后水中暂时硬度可以去除永久硬度和负硬度。
2.4硅化合物
用石灰处理时，水中的硅化合物的含量会有所减低，当温度为40℃时，硅化合物可降至原水的30%~35%。
2.5有机物
在采用石灰-混凝处理时，水中有机物可降低30%~40%。