3.4.2　水的pH值和碱度影响

水的pH值对混凝效果的影响程度视混凝剂品种而异。对硫酸铝而言，水的pH值直接影响Al3＋的水解聚合反应，亦即影响铝盐水解产物的存在形态（见本章3.1节）。用以去除浊度时，最佳pH值在6.5～7.5之间，絮凝作用主要是氢氧化铝聚合物的吸附架桥和羟基配合物的电性中和作用；用以去除水的色度时，pH值宜在4.5～5.5之间。关于除色机理至今仍有争议。有的认为，在pH＝4.5～5.5时，主要靠高价的多核羟基配合物与水中负电荷色度物质起电性中和作用而导致相互凝聚。有的人认为主要靠上述水解产物与有机物质发生络合反应，形成络合物而聚集沉淀。总之，采用硫酸铝混凝除色时，pH值应趋于低值。有资料指出，在相同絮凝效果下，原水pH＝7.0时的硫酸铝投加量约比pH＝5.5时的投加量增加1倍。

采用3价铁盐混凝剂时，由于Fe3＋水解产物溶解度比Al3＋水解产物溶解度小，且氢氧化铁并非典型的两性化合物，故适用的pH值范围较宽。用以去除水的浊度时，pH＝6.0～8.4；用以去除水的色度时，pH＝3.5～5.0。

使用硫酸亚铁作混凝剂时，如本章3.2节所述，应首先将2价铁氧化成3价铁方可。将水的pH值提高至8.5以上（天然水的pH值一般小于8.5），且水中有充足的溶解氧时可完成2价铁氧化过程，但这种方法会使设备和操作复杂化，故通常用氯化法，见式（3－3）。

高分子混凝剂的混凝效果受水的pH值影响较小。例如，聚合氯化铝在投入水中前聚合物形态基本确定，故对水的pH值变化适应性较强（见本章3.2节）。

从铝盐（铁盐类似）水解反应可知（表3－1），水解过程中不断产生H＋，从而导致水的pH值下降。要使pH值保持在最佳范围内，水中应有足够的碱性物质与H＋中和。天然水中均含有一定碱度（通常是），它对pH值有缓冲作用，即

当原水碱度不足或混凝剂投量甚高时，水的pH值将大幅度下降以至影响混凝剂继续水解。为此，应投加碱剂（如石灰）以中和混凝剂水解过程中所产生的氢离子H＋，反应式为

应当注意，投加的碱性物质不可过量；否则形成的Al（OH）3会溶解为负离子Al（OH）4－而恶化混凝效果。由反应式（3－28）可知，每投加1mmol/L的Al2（SO4）3，需石灰3mmol/L的CaO，将水中原有碱度考虑在内，石灰投量按式（3－30）估算，即

【例3－2】　某地表水源的总碱度为0.2mmol/L。市售精制硫酸铝（含Al2O3约16%）投量28mg/L。试估算石灰（市售品纯度为50%）投量多少mg/L。

【解】　投药量折合Al2O3为28mg/L×16%＝4.48mg/L；

Al2O3的分子量为102，故投药量相当于＝0.044mmol/L；

剩余碱度为0.37mg/L，则得（CaO）＝3×0.044－0.2＋0.37＝0.3mmol/L；

CaO的分子量为56，则市售石灰投量为0.3×56/0.5＝33mg/L。