经常(chang)有人(ren)搞混(hun)碱(jian)度与pH的关系，碱(jian)度与pH并不(bu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)个概念，实(shi)际意义也不(bu)同，碱(jian)度说明的是(shi)(shi)缓冲能力，pH是(shi)(shi)酸碱(jian)性(xing)的直接表现(xian)！一(yi)(yi)(yi)个是(shi)(shi)内功一(yi)(yi)(yi)个是(shi)(shi)招式(shi)的区别！

　　一(yi)、什(shen)么是pH？

　　pH值，亦称氢离(li)子(zi)浓度指(zhi)数(shu)、酸碱(jian)值，是溶液中(zhong)氢离(li)子(zi)活度的(de)(de)(de)一种标度，也(ye)就是通常意义上(shang)溶液酸碱(jian)程度的(de)(de)(de)衡(heng)量(liang)标准。“pH"中(zhong)的(de)(de)(de)“H"代表氢离(li)子(zi)（H+），而"p"的(de)(de)(de)来源则有多种说，引用(yong)化学界的(de)(de)(de)概(gai)念(nian)是把p加在无(wu)量(liang)纲量(liang)前面表示该量(liang)的(de)(de)(de)负对数(shu)。

　　pH值其(qi)实是一(yi)个“对数单位(wei)”。每个数字代表水(shui)的(de)酸度10倍(bei)的(de)变化。水(shui)pH为5等于10倍(bei)具有(you)pH为6的(de)水(shui)的(de)酸性。

　　在(zai)标(biao)准温(wen)(wen)度(du)(du)和(he)压力(li)下，pH=7的(de)(de)水(shui)溶液(ye)(ye)（如：纯水(shui)为中性(xing)，这是因为水(shui)在(zai)标(biao)准温(wen)(wen)度(du)(du)和(he)压力(li)下自然电离(li)(li)出的(de)(de)氢(qing)离(li)(li)子(zi)和(he)氢(qing)氧根离(li)(li)子(zi)浓(nong)(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)乘积（水(shui)的(de)(de)离(li)(li)子(zi)积常数始终(zhong)是1×10-14，且两种离(li)(li)子(zi)的(de)(de)浓(nong)(nong)(nong)度(du)(du)都是1×10-7moL，pH值(zhi)小(xiao)于7说明H+的(de)(de)浓(nong)(nong)(nong)度(du)(du)大(da)于OH-的(de)(de)浓(nong)(nong)(nong)度(du)(du)，故(gu)溶液(ye)(ye)酸性(xing)强(qiang)，而pH值(zhi)大(da)于7则说明H+的(de)(de)浓(nong)(nong)(nong)度(du)(du)小(xiao)于OH-的(de)(de)浓(nong)(nong)(nong)度(du)(du)，故(gu)溶液(ye)(ye)碱(jian)性(xing)强(qiang)。所以pH值(zhi)愈(yu)小(xiao)，溶液(ye)(ye)的(de)(de)酸性(xing)愈(yu)强(qiang)；pH愈(yu)大(da)，溶液(ye)(ye)的(de)(de)碱(jian)性(xing)也就愈(yu)强(qiang)。

　　二、什(shen)么(me)是(shi)碱度？

　　碱(jian)度(du)是(shi)指水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)能与强(qiang)酸(suan)发(fa)生中(zhong)(zhong)和作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)物质(zhi)的(de)(de)总量。这类物质(zhi)包括强(qiang)碱(jian)、弱(ruo)碱(jian)、强(qiang)碱(jian)弱(ruo)酸(suan)盐等。天然水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)碱(jian)度(du)主要(yao)是(shi)由重碳酸(suan)盐（bicarbonate，碳酸(suan)氢盐，下同）、碳酸(suan)盐和氢氧化物引(yin)起的(de)(de)，其中(zhong)(zhong)重碳酸(suan)盐是(shi)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)碱(jian)度(du)的(de)(de)主要(yao)形式。引(yin)起碱(jian)度(du)的(de)(de)污(wu)染源主要(yao)是(shi)造纸、印染、化工、电镀等行(xing)业(ye)排(pai)放的(de)(de)废水(shui)(shui)(shui)及洗涤剂、化肥和农(nong)药在使用(yong)(yong)过程中(zhong)(zhong)的(de)(de)流失。

　　碱度(du)(du)和酸(suan)度(du)(du)是判断水质和废(fei)水处理控制的重要指标。碱度(du)(du)也常用于评价水体的缓冲能(neng)力及金属在(zai)其中的溶解性和毒性等。工程中用得更(geng)多的是总碱度(du)(du)这个定(ding)义，一般表征为相(xiang)当于碳(tan)酸(suan)钙的浓度(du)(du)值。

　　三(san)、pH值与碱度(du)的关系(xi)

　　两种(zhong)并(bing)没(mei)有很明确的对应关(guan)系，碱(jian)度相(xiang)同(tong)(tong)(tong)的水（或溶(rong)液(ye)(ye)），其(qi)pH值不一定相(xiang)同(tong)(tong)(tong)。反之，pH值相(xiang)同(tong)(tong)(tong)的水（或溶(rong)液(ye)(ye)），其(qi)碱(jian)度也(ye)不一定相(xiang)同(tong)(tong)(tong)。

　　原(yuan)因(yin)是pH值直接(jie)反映水中(zhong)H+或OH-的(de)(de)含量，而碱(jian)(jian)度(du)(du)除(chu)包(bao)括OH-外，还包(bao)括CO3-2、HCO3-等(deng)碱(jian)(jian)性物质的(de)(de)含量。如(ru)：碱(jian)(jian)度(du)(du)0.1mmol/L的(de)(de)NaOH液(ye)，pH=13；碱(jian)(jian)度(du)(du)0.1mmol/L的(de)(de)NH3-H2O液(ye)，pH=11；碱(jian)(jian)度(du)(du)0.1mmol/L的(de)(de)NaHCO3液(ye)，pH=8.3。

　　虽(sui)然碱度(du)(du)与(yu)pH数(shu)值上(shang)没(mei)有明确的(de)对应(ying)关系(xi)，但是，实践中，碱度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高，相应(ying)的(de)pH也越(yue)(yue)(yue)高，碱度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低，相应(ying)的(de)pH也越(yue)(yue)(yue)低，碱度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高，对pH溶液的(de)缓(huan)冲(chong)帮助越(yue)(yue)(yue)大，碱度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低，pH溶液的(de)缓(huan)冲(chong)能(neng)力(li)越(yue)(yue)(yue)低！

　　四、pH对污水(shui)处理的影响

　　pH值(zhi)会对污(wu)水处理的活性污(wu)泥中(zhong)的微(wei)生(sheng)物(wu)细胞(bao)膜电荷影响(xiang)，从而影响(xiang)微(wei)生(sheng)物(wu)对营养(yang)物(wu)的吸收代谢过程(cheng)中(zhong)酶的活性；改(gai)变生(sheng)长(zhang)环(huan)境中(zhong)营养(yang)物(wu)质(zhi)的可给(ji)性以及有害物(wu)质(zhi)的毒(du)性。

　　活性(xing)污泥(ni)中的(de)(de)(de)每种微生(sheng)物都有其(qi)适pH值(zhi)和一定的(de)(de)(de)pH范(fan)围。在适合范(fan)围内酶活性(xing)高(gao)，如果其(qi)他条件适合，微生(sheng)物的(de)(de)(de)生(sheng)长(zhang)速率也(ye)高(gao)。大多数细菌(jun)、藻(zao)类和原生(sheng)动物的(de)(de)(de)适pH为6.5-7.5，在pH4-10之间也(ye)可以(yi)生(sheng)长(zhang)。放(fang)线(xian)菌(jun)一般(ban)在微碱性(xing)即pH7.5-8适合；酵(jiao)母菌(jun)、霉菌(jun)则适合于pH5-6的(de)(de)(de)酸(suan)性(xing)环境(jing)。

　　1、PH值对絮凝剂的影响

　　在实(shi)际调节过程中pH值宁愿偏(pian)碱(jian)而(er)不(bu)要(yao)偏(pian)酸，主要(yao)因为偏(pian)碱(jian)更(geng)利于后段絮(xu)凝沉淀效果提升(sheng)。

　　水(shui)的pH值对无机絮(xu)凝(ning)剂(ji)的使用(yong)效果影响(xiang)很大，pH值的大小关系到选(xuan)用(yong)絮(xu)凝(ning)剂(ji)的种类、投(tou)加量和混凝(ning)沉(chen)淀效果。水(shui)中的H+和OH-参与絮(xu)凝(ning)剂(ji)的水(shui)解反应，因(yin)此，pH值强烈影响(xiang)絮(xu)凝(ning)剂(ji)的解速度(du)、水(shui)解产物的存(cun)在形态和性能。

　　以通过生成(cheng)(cheng)Al（OH）3+带电胶体实(shi)现混凝(ning)作用的铝盐为例，当pH值(zhi)4时，Al3+不能(neng)大量水(shui)(shui)解成(cheng)(cheng)Al（OH）3，主(zhu)要以Al3+离(li)子的形式存在，混凝(ning)效果(guo)极差。pH值(zhi)在6.5-7.5之(zhi)间时，Al3+水(shui)(shui)解聚合(he)成(cheng)(cheng)聚合(he)度很大的Al（OH）3+中性胶体，混凝(ning)效果(guo)较好。pH值(zhi)在8以上，Al水(shui)(shui)解成(cheng)(cheng)AlO2-，混凝(ning)效果(guo)又变(bian)得(de)很差。

　　水的(de)碱度对(dui)pH值有缓(huan)冲作用，当碱度不够时(shi)，应添加石(shi)灰等药(yao)剂(ji)予以补充。当水的(de)pH值偏高(gao)时(shi)，则(ze)需要加酸调整pH值到中性(xing)。相(xiang)比之下，高(gao)分(fen)子絮凝剂(ji)受(shou)pH值的(de)影响较小。

　　2、pH值(zhi)对硝化反应的影响

　　硝(xiao)化细菌(jun)对pH反应(ying)很敏感，在pH中性或微碱性条件下（pH为(wei)8～9的范围内(nei)），其生物活性强(qiang)，硝(xiao)化过程迅(xun)速。

　　当(dang)pH＞9.6或＜6.0时(shi)，硝化菌的生物活性将受到抑(yi)制并趋(qu)于停止。

　　若pH＞9.6时，虽然(ran)NH4＋转化(hua)为NO2—和(he)NO3—的过程仍(reng)然(ran)异常迅(xun)速，但(dan)是从NH4的电离平衡(heng)关系可知，NH3的浓度(du)会(hui)迅(xun)速增(zeng)加。由于(yu)硝(xiao)化(hua)菌(jun)对NH3极敏感(gan)，结(jie)果会(hui)影响到硝(xiao)化(hua)作用速率。

　　在酸性(xing)条件下(xia)，当pH＜7.0时(shi)硝化(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)速度减慢(man)， pH＜6.5硝化(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)速度显著(zhu)减慢(man)，硝化(hua)速率将明显下(xia)降。pH＜5.0时(shi)硝化(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)速率接近(jin)零。

　　3、pH值与其(qi)他指(zhi)标的关(guan)系

　　（1）与水质(zhi)水量的关系：工(gong)业(ye)排水中pH的波动主要(yao)由生产中使(shi)用的酸碱药(yao)品带来的，需(xu)要(yao)在行中逐步熟悉企(qi)业(ye)排水情况，积累经验通过(guo)颜色(se)等物(wu)理性(xing)质(zhi)判断水质(zhi)偏酸或(huo)偏碱。

　　（2）与(yu)沉降比的(de)关系：pH低于(yu)5或高于(yu)10都会对系统造成冲击，出现(xian)污泥沉降缓慢，上清液浑浊，甚至(zhi)液面有(you)漂浮的(de)污泥絮(xu)体。

　　（3）与污泥(ni)(ni)浓(nong)(nong)度（MLSS）的(de)关系：越高(gao)的(de)污泥(ni)(ni)浓(nong)(nong)度对pH的(de)波动耐受力越强。在受冲击后应(ying)加(jia)大(da)排泥(ni)(ni)量促进活性(xing)污泥(ni)(ni)更(geng)新。

　　（4）与(yu)回(hui)流比的(de)关系：提高(gao)回(hui)流比以稀(xi)释进水(shui)的(de)酸碱(jian)度也是(shi)降低pH波动对系统(tong)影响的(de)方法之(zhi)一。

　　五(wu)、碱度投加量的计算(suan)

　　在硝化(hua)(hua)反(fan)硝化(hua)(hua)过(guo)程中，硝化(hua)(hua)反(fan)应每氧化(hua)(hua)1g氨氮消耗碱(jian)(jian)度(du)(du)(du)7.14g，在反(fan)硝化(hua)(hua)过(guo)程中可以补偿碱(jian)(jian)度(du)(du)(du)3.57g，所以，全程硝化(hua)(hua)反(fan)硝化(hua)(hua)过(guo)程需(xu)要(yao)消耗3.57g碱(jian)(jian)度(du)(du)(du)。如果(guo)原水中碱(jian)(jian)度(du)(du)(du)不足，将(jiang)使系统的(de)pH下降(jiang)，导(dao)致(zhi)生化(hua)(hua)受(shou)阻，因此，为(wei)了提(ti)高pH，我们需(xu)要(yao)进行碱(jian)(jian)度(du)(du)(du)的(de)投(tou)加(jia)！

　　1、一般(ban)来说，在硝(xiao)化反(fan)应(ying)中每硝(xiao)化lgNH3-N需要消耗7.14g碱(jian)度，所以硝(xiao)化过程(cheng)中需要的碱(jian)度量可按下式计算：

　　碱度(du)＝7.14×QΔCNH3-N×10-3 (1)

　　式中：

　　Q为进入滤池的日平均(jun)污(wu)水量，m3／d；

　　ΔCNH3-N为进(jin)出滤(lv)池NH3-N浓度的差值，mg／L；

　　7.14为硝化需碱量系(xi)数，kg碱度(du)／kgNH3-N。

　　2、对于含氨氮浓度较高的(de)工业废水，通常需要补充碱(jian)度才能(neng)使硝化反应(ying)器内的(de)pH值(zhi)维持在7.2～8.0之间。计算公(gong)式如下：

　　碱度＝K×7.14×QΔCNH3-N×10-3 (2)

　　式中，K为(wei)安(an)全(quan)系(xi)数，一般为(wei)1.2～1.3。

　　3、实际工程中进(jin)行碱(jian)度(du)核算应考虑以下几部分：入流污水中的(de)碱(jian)度(du)，生物硝化消(xiao)耗的(de)碱(jian)度(du)，分解(jie)BOD5产生的(de)碱(jian)度(du)，以及混合液中应保持的(de)剩余碱(jian)度(du)。要使生物硝化顺利进(jin)行，须满足下式：

　　ALKw＋ALKc＞ALKN＋AlKE（3）

　　如果碱度不足，要(yao)使硝化顺(shun)利进行(xing)，则须投加纯(chun)碱，补充碱度。投加的碱量可按下式计算：

　　ΔALK＝（ALKN＋ALKE）—（ALKw＋ALKc） （4）

　　式中：

　　ΔALK为系统应(ying)补充(chong)的碱度，mg／L；

　　ALKN 为生物(wu)硝化消耗的碱量；ALKN一般按硝化每kgNH3-N消耗7.14kg碱计算。

　　ALKE 为混合液(ye)中(zhong)(zhong)应保(bao)持的碱(jian)量，ALKE一(yi)般按曝气池(chi)排(pai)出的混合液(ye)中(zhong)(zhong)剩余(yu)50mg/L碱(jian)度(以Na2CO3计)计算。

　　ALKw 为(wei)原污水中的总碱量；

　　ALKc 为(wei)BOD5分解(jie)过程(cheng)中(zhong)产生的碱量；ALKc与系(xi)统的SRT有关系(xi)：

　　当SRT＞20d时(shi)(shi)(shi)，可(ke)按降解(jie)每千克BOD5产碱0.1kg计(ji)算；当SRT＝10～20d时(shi)(shi)(shi)，按0.05kgALK/kgBOD5；当SRT＜10d时(shi)(shi)(shi)，按0.01gALK/kgBOD5。