大型炼油厂利用颗粒状旋转窑生石灰（主要成分为氧化钙，CaO）处理重油污废水，其原理涉及化学中和、破乳絮凝、吸附沉淀、热效应等多重作用，具体如下：
一、化学中和与pH调节
1. 强碱性中和酸性物质
重油污废水中常含有有机酸、酚类等酸性污染物，生石灰遇水生成氢氧化钙（Ca(OH)₂），释放大量OH⁻离子，可快速中和酸性物质，将废水pH调节至碱性范围（通常为8~11）。
作用：降低废水酸性，同时为后续处理（如絮凝、生化反应）创造适宜的碱性环境。
2. 皂化反应去除动植物油
若废水中含动植物油脂（脂肪酸甘油酯），在强碱性条件下可发生皂化反应，生成水溶性的脂肪酸盐（肥皂）和甘油，从而将油脂从废水中分离。
二、破乳与絮凝作用
1. 破坏油乳状液稳定性
重油污废水中的油通常以乳化态（油滴包裹在水相中形成稳定乳状液）存在，生石灰溶解产生的Ca²⁺离子可中和油滴表面的负电荷，削弱油滴间的静电斥力，使乳化油滴聚结变大，发生破乳，便于后续通过气浮或沉淀分离。
2. 絮凝沉淀去除悬浮物
- Ca²⁺离子作为絮凝剂，可与废水中的胶体颗粒（如黏土、金属氢氧化物、有机物胶体）结合，通过电荷中和和架桥作用形成较大絮状物，加速悬浮物沉降。
- 例如，废水中的重金属离子（如Fe³⁺、Cu²⁺）在碱性条件下生成氢氧化物沉淀，可被Ca(OH)₂吸附共沉淀：
三、物理吸附与表面作用
1. 颗粒表面吸附油污
旋转窑生石灰颗粒具有多孔结构和较大比表面积，可通过物理吸附直接捕获废水中的油滴、悬浮物及有机物，尤其是粒径较大的油珠或极性有机物。
2. 填料床层截留作用
在实际应用中，生石灰颗粒可能作为滤料填充于反应池（如流化床或固定床），形成过滤层，通过截留和惯性碰撞去除废水中的较大颗粒油滴或杂质。
四、热效应强化处理
生石灰与水反应释放大量热量（每摩尔CaO放热约65 kJ），可使废水温度升高（通常升高10~30℃），产生以下效果：
1. 加速化学反应速率：高温促进皂化反应、中和反应及絮凝过程。
2. 降低油黏度：油温升高使油滴黏度降低，更易聚结上浮或沉降。
3. 抑制微生物繁殖：短期高温可杀灭部分微生物，防止废水在处理前腐败变质（但需注意后续生化处理阶段的温度控制）。
五、在炼油厂废水处理中的应用场景
1. 预处理阶段
- 用于重油污废水（如油罐清洗水、轧钢废水）的初步处理，通过破乳、絮凝去除大部分油类和悬浮物，减轻后续生化处理单元（如活性污泥法）的负荷。
- 典型流程：废水→调节池（投加生石灰）→絮凝沉淀/气浮池→生化处理。
2. 应急处理或特殊场景
- 突发油污泄漏时，可快速投加生石灰颗粒，通过吸附和絮凝应急控制污染扩散。
- 处理含酸性油渣的废水时，生石灰可同时实现中和与固液分离。
六、优势与局限性
优势 局限性
1. 成本低，原料易得 1. 需控制投加量，过量易导致pH过高
2. 反应迅速，操作简单 2. 产生大量含钙污泥（需后续处理）
3. 兼具中和、絮凝多重功能 3. 对乳化程度极高的油（如含表面活性剂）效果有限
4. 热效应提升处理效率 4. 颗粒状生石灰需防止吸潮板结
七、典型工艺参数
- 投加量：根据废水水质（油浓度、pH、悬浮物含量）调整，通常为500~2000 mg/L。
- 反应时间：搅拌混合15~30分钟，沉淀时间1~2小时。
- pH控制：目标pH一般为9~10，需配合pH在线监测系统实时调节。
通过上述多重作用，旋转窑生石灰可高效处理炼油厂重油污废水，实现油类污染物的分离和水质净化，是炼油行业常用的低成本预处理技术之一。
