金属（钢铁、铝、锌）表面处理工艺——磷化（phosphating）、钝化（passivation）、发黑（blackening）、阳极氧化（anodizing）——产生含有磷酸盐、重金属（锌、镍、锰、铬）、酸、氮氧化物、有机物的废水。磷化是汽车、家电、机械行业涂装前处理的关键工序，磷化废水是金属表面处理行业的主要废水来源之一。生石灰（石灰乳）是磷化废水处理中不可或缺的药剂，它中和游离磷酸（生成磷酸钙沉淀），沉淀重金属（生成氢氧化物），去除磷酸盐，调节pH。没有石灰，磷化废水中的总磷（TP>50mg/L）无法达标（GB 8978一级标准TP≤0.5mg/L，GB 21900总磷≤1.0mg/L），重金属（Zn、Ni）排放更无法控制。

磷化废水（来自磷化槽的排放、清洗水、地面冲洗水）的水质特征：pH2-4，总磷（TP）50-500mg/L（以PO₄³⁻计），Zn²⁺ 100-1000mg/L，Ni²⁺ 50-500mg/L，Mn²⁺ 50-300mg/L，COD 200-2000mg/L（含表面活性剂、脱脂剂），NO₂⁻（亚硝酸盐，加速剂）10-100mg/L。废水首先进入调节池（匀质匀量），用石灰乳（10%-20% Ca(OH)₂）调pH至3-4，反应：2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ → Ca₃(PO₄)₂↓（磷酸钙沉淀）+ 6H₂O；H₃PO₄ + Ca(OH)₂ → CaHPO₄·2H₂O↓（磷酸氢钙）+ 2H₂O。磷酸钙和磷酸氢钙沉淀在pH3-4时析出（磷酸盐溶解度随pH升高而降低，但pH3-4时沉淀不完全，主要去除游离酸）。第一级沉淀后的上清液进入第二级中和槽，继续加石灰乳调pH至8-10（或9-10），反应：Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂↓（pH7-9，两性，pH>10溶解为锌酸盐）；Ni²⁺ + 2OH⁻ → Ni(OH)₂↓（pH7-8）；Mn²⁺ + 2OH⁻ → Mn(OH)₂↓（pH8-9）；剩余的PO₄³⁻ + Ca²⁺ → Ca₃(PO₄)₂↓（pH8-9，磷酸钙完全沉淀）。同时，Ca²⁺与废水中的SO₄²⁻（来自磷化槽的硫酸）生成CaSO₄·2H₂O（石膏）沉淀。第二级沉淀后的上清液（总磷<0.5mg/L，Zn<1.0mg/L，Ni<0.5mg/L，Mn<1.0mg/L，pH6-9）达标排放（或回用）。两级沉淀污泥（磷酸钙、磷酸氢钙、氢氧化锌、氢氧化镍、氢氧化锰、石膏）经浓缩、压滤（板框压滤机），滤饼（含水率60%-70%）作为危险废物（HW17表面处理废物）送有资质单位处置（或回收锌、镍（酸溶、萃取））。石灰的用量为每吨废水1-5公斤石灰（干基），视酸度和金属浓度而定。石灰的品质要求：有效CaO≥85%，细度-200目≥95%，重金属（Pb、As、Cd）≤20ppm。

在钝化废水（含六价铬Cr⁶⁺，来自铬酸钝化、镀铬）处理中，采用“还原-中和沉淀”工艺：先用石灰乳（或硫酸）调pH至2-3，加入还原剂亚硫酸氢钠（NaHSO₃）或焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅），将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺：2H₂Cr₂O₇ + 6NaHSO₃ + 3H₂SO₄ → 2Cr₂(SO₄)₃ + 3Na₂SO₄ + 8H₂O。还原后的废水加石灰乳调pH至8-9，沉淀Cr(OH)₃：Cr₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ → 2Cr(OH)₃↓ + 3CaSO₄↓。上清液总铬<0.5mg/L，六价铬<0.1mg/L，达标排放。石灰乳在中和沉淀中同时去除SO₄²⁻（生成石膏）。

在发黑废水（含NaOH、NaNO₂、有机物）中，石灰乳用于中和碱性废水（pH>12）和沉淀重金属（若含Fe、Cu）。发黑废水（碱性）与石灰乳不反应（Ca(OH)₂是碱），需用酸（硫酸、盐酸）中和至pH6-9，再进入生化系统。

在铝型材氧化废水（含Al³⁺、H₂SO₄）中，石灰乳中和至pH6-7，沉淀Al(OH)₃和CaSO₄，上清液达标排放。铝氧化废水的石灰用量较高（每吨废水3-10公斤石灰），污泥量也大。

生石灰在金属表面处理废水处理中的应用，是“以钙除磷、以钙除重”的经典化学。表面处理环保工程师总结：“磷化废水酸磷重，石灰中和磷酸钙；锌镍锰遇钙沉淀，两级处理达标快。”——生石灰为金属表面处理行业提供“经济、高效、稳定”的废水处理方案。