L2 基础原理为什么 2026-08-11

为什么曝气池打了气pH自己会往上爬？

二氧化碳吹脱 pH 碳酸平衡

核心答案

水里溶解的二氧化碳是酸性的，曝气时空气把它带走，碳酸就少了，pH 自然往上走。进水 pH 6.8 的水进池曝气两小时能升到 7.3～7.5，这不是加了碱，是 CO₂ 被吹掉了。

水中的无机碳按 pH 分配在三种形态之间：

CO₂(aq) + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻ ⇌ 2H⁺ + CO₃²⁻

pKa1 = 6.35，pKa2 = 10.33。pH 6.35 时溶解 CO₂ 和 HCO₃⁻ 各占一半，pH 8.3 以上基本全是 HCO₃⁻。

曝气把 CO₂(aq) 抽走，平衡往左边补，等于消耗 H⁺，pH 上升。空气中 CO₂ 分压只有约 0.04%，对应的平衡溶解 CO₂ 浓度不到 0.6 mg/L。而生化池里因为细菌呼吸不断产 CO₂，实际浓度常在 10～40 mg/L，这个浓度差就是吹脱的推动力。

跟碱度和曝气强度都相关。

碱度 200 mg/L（以 CaCO₃ 计）、溶解 CO₂ 从 30 mg/L 降到 5 mg/L，pH 大约从 6.9 升到 7.6。碱度低的水（<80 mg/L）缓冲能力弱，同样吹脱量 pH 能蹿到 8.2 以上，波动更剧烈。

气水比也决定吹脱速度。气水比 5:1 时，两小时能把 CO₂ 降到接近平衡值；气水比 2:1 就慢得多，出池时还剩一半。

硝化反应产酸：每氧化 1 g 氨氮消耗 7.14 g 碱度（以 CaCO₃ 计），同时产生 H⁺。所以硝化池里同时有两个相反的力：

哪个占上风看氨氮负荷。氨氮 25 mg/L 的市政进水，硝化耗碱 178 mg/L，如果进水碱度只有 200，硝化这一头压倒性占优，池子 pH 会从 7.2 掉到 6.5 以下。氨氮只有 8 mg/L 的稀水，耗碱 57 mg/L，吹脱占上风，pH 反而升到 7.8。

这解释了一个常见困惑：同样是曝气池，有的厂 pH 往上走，有的往下掉。看氨氮负荷和碱度的比值就明白了。

误判加药：看到 pH 低就投碱，可能只需要加大曝气就够了（如果碱度本身够）。反过来，pH 高就投酸，也可能是 CO₂ 被吹过头，减小气水比更省钱。

在线 pH 探头位置：装在曝气池进水端和出水端，读数能差 0.5～0.8 个 pH 单位。用哪个点控制加药，直接影响药耗。

误区：pH 变化一定是进水水质波动或者加药出了问题。实际上曝气强度一变（比如夜间风机降频），CO₂ 吹脱速率跟着变，pH 就漂，跟进水没关系。
误区：pH 在 7 附近就说明碱度充足。实际上 pH 和碱度是两回事。碱度只剩 40 mg/L 的水，曝气吹掉 CO₂ 后 pH 照样能显示 7.5，但缓冲能力已经见底，负荷一冲就崩到 6 以下。必须测碱度，不能用 pH 代替。
误区：厌氧池 pH 低就多曝点气吹 CO₂。实际上厌氧池一曝气就破坏了厌氧环境，甲烷菌和聚磷菌全遭殃。厌氧段调 pH 只能投碱。