經常有人搞混堿度(du)與(yu)pH的(de)(de)關系，堿度(du)與(yu)pH并不是(shi)(shi)一(yi)個概念(nian)，實際意(yi)義也不同，堿度(du)說明的(de)(de)是(shi)(shi)緩沖能力，pH是(shi)(shi)酸堿性的(de)(de)直接表(biao)現！一(yi)個是(shi)(shi)內功(gong)一(yi)個是(shi)(shi)招式的(de)(de)區別(bie)！

　　一、什(shen)么是pH？

　　pH值，亦稱氫離(li)(li)子(zi)濃度指數、酸堿值，是(shi)溶(rong)液中(zhong)氫離(li)(li)子(zi)活度的一(yi)種標度，也就是(shi)通(tong)常意義上溶(rong)液酸堿程度的衡量標準。“pH"中(zhong)的“H"代表氫離(li)(li)子(zi)（H+），而"p"的來源則有多種說，引用(yong)化學(xue)界的概念是(shi)把p加在無量綱量前面(mian)表示該量的負對數。

　　pH值其實是(shi)一個“對(dui)數單(dan)位”。每個數字代表水的酸(suan)度10倍的變(bian)化。水pH為(wei)5等于10倍具有pH為(wei)6的水的酸(suan)性。

　　在(zai)標準溫度和壓力下，pH=7的(de)(de)(de)水溶(rong)液(ye)（如：純水為中性，這是因為水在(zai)標準溫度和壓力下自(zi)然電離(li)出(chu)的(de)(de)(de)氫(qing)離(li)子和氫(qing)氧根(gen)離(li)子濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)乘(cheng)積（水的(de)(de)(de)離(li)子積常數始(shi)終是1×10-14，且兩種離(li)子的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度都是1×10-7moL，pH值(zhi)小(xiao)(xiao)(xiao)于(yu)(yu)7說(shuo)明(ming)H+的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度大(da)(da)于(yu)(yu)OH-的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度，故溶(rong)液(ye)酸性強(qiang)，而pH值(zhi)大(da)(da)于(yu)(yu)7則說(shuo)明(ming)H+的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度小(xiao)(xiao)(xiao)于(yu)(yu)OH-的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度，故溶(rong)液(ye)堿(jian)性強(qiang)。所(suo)以pH值(zhi)愈(yu)小(xiao)(xiao)(xiao)，溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)酸性愈(yu)強(qiang)；pH愈(yu)大(da)(da)，溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)堿(jian)性也就愈(yu)強(qiang)。

　　二、什么是堿(jian)度？

　　堿(jian)(jian)度(du)是指水中(zhong)能與(yu)強酸(suan)(suan)發生中(zhong)和作用的(de)物(wu)質的(de)總量。這(zhe)類物(wu)質包括強堿(jian)(jian)、弱(ruo)(ruo)堿(jian)(jian)、強堿(jian)(jian)弱(ruo)(ruo)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)等(deng)。天然水中(zhong)的(de)堿(jian)(jian)度(du)主(zhu)(zhu)要是由重碳(tan)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)（bicarbonate，碳(tan)酸(suan)(suan)氫鹽(yan)(yan)(yan)(yan)，下同(tong)）、碳(tan)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)和氫氧化(hua)物(wu)引起的(de)，其中(zhong)重碳(tan)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)是水中(zhong)堿(jian)(jian)度(du)的(de)主(zhu)(zhu)要形式。引起堿(jian)(jian)度(du)的(de)污染源主(zhu)(zhu)要是造紙、印染、化(hua)工、電鍍等(deng)行業排放的(de)廢水及(ji)洗(xi)滌劑、化(hua)肥和農(nong)藥在使用過程(cheng)中(zhong)的(de)流失。

　　堿(jian)度(du)(du)和(he)酸度(du)(du)是(shi)判斷(duan)水(shui)質和(he)廢水(shui)處理控制的(de)重要(yao)指標。堿(jian)度(du)(du)也(ye)常用于評價水(shui)體的(de)緩沖能力及金屬在其中的(de)溶解性(xing)和(he)毒性(xing)等。工程(cheng)中用得更多的(de)是(shi)總堿(jian)度(du)(du)這個定義，一般表征(zheng)為相當于碳酸鈣的(de)濃(nong)度(du)(du)值。

　　三、pH值與堿度的(de)關系

　　兩種并沒有很(hen)明確的對應關系，堿(jian)度相(xiang)(xiang)同的水(shui)(shui)（或(huo)溶液），其pH值(zhi)不一(yi)定(ding)相(xiang)(xiang)同。反之，pH值(zhi)相(xiang)(xiang)同的水(shui)(shui)（或(huo)溶液），其堿(jian)度也(ye)不一(yi)定(ding)相(xiang)(xiang)同。

　　原因是(shi)pH值直接反(fan)映水中H+或OH-的含量，而堿(jian)度除包(bao)括OH-外，還包(bao)括CO3-2、HCO3-等堿(jian)性物質的含量。如：堿(jian)度0.1mmol/L的NaOH液(ye)，pH=13；堿(jian)度0.1mmol/L的NH3-H2O液(ye)，pH=11；堿(jian)度0.1mmol/L的NaHCO3液(ye)，pH=8.3。

　　雖然堿度(du)與pH數值上沒有明(ming)確(que)的(de)對(dui)應關系，但是，實(shi)踐中，堿度(du)越(yue)(yue)高(gao)，相應的(de)pH也越(yue)(yue)高(gao)，堿度(du)越(yue)(yue)低(di)，相應的(de)pH也越(yue)(yue)低(di)，堿度(du)越(yue)(yue)高(gao)，對(dui)pH溶液的(de)緩沖幫助越(yue)(yue)大，堿度(du)越(yue)(yue)低(di)，pH溶液的(de)緩沖能力(li)越(yue)(yue)低(di)！

　　四(si)、pH對污(wu)水(shui)處理(li)的影響

　　pH值會(hui)對污水處(chu)理(li)的活(huo)性(xing)污泥中(zhong)的微(wei)生物(wu)細(xi)胞膜(mo)電荷影響，從而影響微(wei)生物(wu)對營養物(wu)的吸收(shou)代謝(xie)過程中(zhong)酶的活(huo)性(xing)；改變生長環境中(zhong)營養物(wu)質(zhi)的可給性(xing)以及有害物(wu)質(zhi)的毒性(xing)。

　　活性污(wu)泥中的(de)每種微(wei)生(sheng)物(wu)都(dou)有其適(shi)pH值和一定的(de)pH范(fan)圍(wei)。在(zai)適(shi)合范(fan)圍(wei)內酶活性高(gao)，如果(guo)其他條(tiao)件適(shi)合，微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)生(sheng)長(chang)速率也高(gao)。大多(duo)數細菌、藻類(lei)和原(yuan)生(sheng)動物(wu)的(de)適(shi)pH為6.5-7.5，在(zai)pH4-10之間也可以生(sheng)長(chang)。放線菌一般在(zai)微(wei)堿(jian)性即pH7.5-8適(shi)合；酵母菌、霉菌則適(shi)合于pH5-6的(de)酸性環境(jing)。

　　1、PH值對(dui)絮凝劑(ji)的影(ying)響

　　在實際調節過程中pH值寧愿偏(pian)(pian)堿(jian)而不(bu)要偏(pian)(pian)酸，主要因為(wei)偏(pian)(pian)堿(jian)更(geng)利于(yu)后段(duan)絮凝沉(chen)淀效果提升。

　　水的pH值對無(wu)機絮(xu)凝劑的使用(yong)效(xiao)果影(ying)響很大，pH值的大小關系到選用(yong)絮(xu)凝劑的種(zhong)類、投加(jia)量和(he)混凝沉淀(dian)效(xiao)果。水中的H+和(he)OH-參(can)與絮(xu)凝劑的水解(jie)反應，因(yin)此，pH值強烈影(ying)響絮(xu)凝劑的解(jie)速(su)度、水解(jie)產物的存在形(xing)態和(he)性能。

　　以(yi)通(tong)過(guo)生成(cheng)Al（OH）3+帶電膠(jiao)體實現混(hun)凝作(zuo)用的(de)鋁鹽(yan)為例，當pH值4時(shi)，Al3+不(bu)能大(da)量水(shui)(shui)解(jie)(jie)成(cheng)Al（OH）3，主(zhu)要(yao)以(yi)Al3+離子的(de)形式存在(zai)，混(hun)凝效(xiao)果極差。pH值在(zai)6.5-7.5之間時(shi)，Al3+水(shui)(shui)解(jie)(jie)聚合成(cheng)聚合度很(hen)大(da)的(de)Al（OH）3+中(zhong)性(xing)膠(jiao)體，混(hun)凝效(xiao)果較好。pH值在(zai)8以(yi)上，Al水(shui)(shui)解(jie)(jie)成(cheng)AlO2-，混(hun)凝效(xiao)果又變得很(hen)差。

　　水的(de)堿度(du)對pH值有(you)緩沖(chong)作(zuo)用，當堿度(du)不夠時，應添加(jia)石灰(hui)等藥劑(ji)予以補(bu)充(chong)。當水的(de)pH值偏高(gao)時，則需要加(jia)酸調(diao)整(zheng)pH值到中性。相比(bi)之下(xia)，高(gao)分子絮凝劑(ji)受pH值的(de)影響較小。

　　2、pH值對硝化反(fan)應的影(ying)響

　　硝(xiao)化細菌對(dui)pH反應很(hen)敏感(gan)，在pH中性(xing)或微堿性(xing)條(tiao)件下（pH為8～9的(de)范圍內），其(qi)生(sheng)物活性(xing)強，硝(xiao)化過程迅速。

　　當(dang)pH＞9.6或＜6.0時，硝化菌的(de)生物活性將受到抑制并(bing)趨于停止。

　　若pH＞9.6時，雖然(ran)NH4＋轉化為NO2—和NO3—的過程仍然(ran)異(yi)常(chang)迅速(su)，但是從NH4的電(dian)離平衡關系(xi)可知，NH3的濃(nong)度會迅速(su)增加。由于硝化菌對NH3極敏感，結果會影(ying)響(xiang)到硝化作用(yong)速(su)率(lv)。

　　在酸性條件(jian)下(xia)，當pH＜7.0時硝化作用(yong)速(su)度(du)(du)減慢， pH＜6.5硝化作用(yong)速(su)度(du)(du)顯著減慢，硝化速(su)率將明(ming)顯下(xia)降(jiang)。pH＜5.0時硝化作用(yong)速(su)率接近零。

　　3、pH值與其他指標(biao)的關系

　　（1）與水質水量(liang)的關系：工業(ye)排水中pH的波(bo)動(dong)主(zhu)要由生(sheng)產中使用(yong)的酸(suan)堿(jian)(jian)藥(yao)品帶來的，需要在(zai)行中逐步熟悉企業(ye)排水情況(kuang)，積累(lei)經驗通(tong)過顏色等物(wu)理性質判斷水質偏(pian)酸(suan)或偏(pian)堿(jian)(jian)。

　　（2）與(yu)沉降比的關系：pH低于(yu)5或高于(yu)10都會對系統(tong)造成沖擊(ji)，出現污泥沉降緩慢，上清液(ye)渾濁，甚(shen)至液(ye)面有漂浮的污泥絮(xu)體。

　　（3）與污泥濃(nong)度(du)（MLSS）的關系：越高(gao)的污泥濃(nong)度(du)對(dui)pH的波(bo)動(dong)耐(nai)受力越強(qiang)。在受沖擊后應加大排(pai)泥量促進(jin)活性污泥更新(xin)。

　　（4）與回(hui)流比的關系：提高回(hui)流比以稀釋(shi)進水的酸堿度也是降低pH波動對系統影(ying)響(xiang)的方(fang)法之一。

　　五、堿度(du)投加量的(de)計算

　　在硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程中，硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應每氧化(hua)(hua)(hua)1g氨氮消(xiao)耗(hao)堿度(du)7.14g，在反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程中可(ke)以補(bu)償堿度(du)3.57g，所(suo)以，全程硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程需要(yao)(yao)消(xiao)耗(hao)3.57g堿度(du)。如果原(yuan)水中堿度(du)不足，將使系(xi)統的pH下降(jiang)，導致(zhi)生化(hua)(hua)(hua)受阻(zu)，因此(ci)，為了(le)提高pH，我們(men)需要(yao)(yao)進行堿度(du)的投加(jia)！

　　1、一般來說，在(zai)硝(xiao)化(hua)(hua)反應中(zhong)每硝(xiao)化(hua)(hua)lgNH3-N需(xu)要(yao)消耗7.14g堿度，所以硝(xiao)化(hua)(hua)過程中(zhong)需(xu)要(yao)的(de)堿度量(liang)可(ke)按下式計(ji)算(suan)：

　　堿度(du)＝7.14×QΔCNH3-N×10-3 (1)

　　式中：

　　Q為進入(ru)濾池的(de)日平均污水量(liang)，m3／d；

　　ΔCNH3-N為進出(chu)濾池NH3-N濃(nong)度的差值，mg／L；

　　7.14為硝化需(xu)堿(jian)量(liang)系數，kg堿(jian)度(du)／kgNH3-N。

　　2、對(dui)于含氨氮濃度較高的工業廢水，通常(chang)需要補(bu)充堿度才能使硝(xiao)化(hua)反(fan)應器內(nei)的pH值維(wei)持在7.2～8.0之間。計算公(gong)式如下：

　　堿度＝K×7.14×QΔCNH3-N×10-3 (2)

　　式中，K為安全系數，一般為1.2～1.3。

　　3、實際工程中(zhong)進行(xing)堿(jian)度核算應考慮以下幾部分：入流(liu)污水中(zhong)的(de)堿(jian)度，生物(wu)硝化(hua)消耗的(de)堿(jian)度，分解BOD5產(chan)生的(de)堿(jian)度，以及混(hun)合液中(zhong)應保持的(de)剩余堿(jian)度。要使生物(wu)硝化(hua)順(shun)利進行(xing)，須滿(man)足(zu)下式：

　　ALKw＋ALKc＞ALKN＋AlKE（3）

　　如果堿(jian)度不足，要使硝化順利(li)進行，則須投加純堿(jian)，補充堿(jian)度。投加的堿(jian)量可按下式計算：

　　ΔALK＝（ALKN＋ALKE）—（ALKw＋ALKc） （4）

　　式中：

　　ΔALK為系統應補充的堿(jian)度(du)，mg／L；

　　ALKN 為生(sheng)物硝(xiao)(xiao)化(hua)消(xiao)耗(hao)的堿(jian)量；ALKN一般按(an)硝(xiao)(xiao)化(hua)每kgNH3-N消(xiao)耗(hao)7.14kg堿(jian)計算。

　　ALKE 為(wei)混(hun)(hun)合液中應保持的(de)堿量(liang)，ALKE一般按(an)曝氣池(chi)排出的(de)混(hun)(hun)合液中剩(sheng)余50mg/L堿度(以Na2CO3計(ji))計(ji)算。

　　ALKw 為原污水中的總(zong)堿量(liang)；

　　ALKc 為BOD5分解過程中產生(sheng)的(de)堿量；ALKc與系統的(de)SRT有關(guan)系：

　　當(dang)SRT＞20d時(shi)，可按(an)(an)降(jiang)解(jie)每千(qian)克BOD5產堿0.1kg計算；當(dang)SRT＝10～20d時(shi)，按(an)(an)0.05kgALK/kgBOD5；當(dang)SRT＜10d時(shi)，按(an)(an)0.01gALK/kgBOD5。