为什么混凝效果和pH密切相关？

核心答案

混凝剂（铝盐、铁盐）投到水里不是直接产生絮体的——它们先水解生成各种羟基聚合物，然后这些聚合物吸附架桥、网捕胶体颗粒完成混凝。而这个水解过程和产物的形态完全取决于pH。pH偏了，水解产物不对，混凝效果就大打折扣。铝盐的最佳pH范围是6.07.5，铁盐是5.08.0，用对pH比用对药量更关键。

详细解析

以聚合氯化铝（PAC）为例。PAC已经预先水解了一部分，但投加到污水中后仍会进一步水解。pH 6.07.0时，铝的水解产物以Al(OH)₂⁺、Al₇(OH)₁₇⁴⁺等带正电的多核羟基配合物为主——这些高价正离子能强力吸附在带负电的胶体表面，电中和效果最好。同时生成的Al(OH)₃无定形沉淀具有很大的比表面积（200400m²/g），网捕卷扫能力也强。

pH＜5.5时，铝主要以Al³⁺和Al(OH)²⁺形式存在，电中和能力不足，而且Al(OH)₃沉淀不充分，絮体细小。pH＞7.5后，铝转化为带负电的Al(OH)₄⁻，和同样带负电的胶体互相排斥，混凝效果直线下降。

铁盐的规律类似但不完全相同。Fe³⁺在pH 4~7范围内能形成Fe(OH)₃红褐色沉淀，最适pH范围比铝盐宽。但铁盐的水解产酸更严重（1g FeCl₃产生的酸度约相当于0.4g CaO需要中和），pH低时需要补碱。

还有一个容易被忽略的因素——磷酸盐的形态。化学除磷和混凝除浊经常同步进行，但磷的形态也受pH影响。pH 6~7时正磷酸盐以H₂PO₄⁻为主，和铝离子沉淀效率最高；pH 9以上以HPO₄²⁻为主，沉淀效率变差。

常见误区

以为PAC出厂时碱化度（B%）已经调好了就不用管pH——碱化度只是表示PAC预水解的程度，不是投加后不再受pH影响。水质不同、pH不同，PAC的进一步水解行为完全不同。

还有人认为铁盐可以在任何pH下使用——铁盐对pH的适应范围虽宽，但pH太高时铁盐水解太快，絮体形成过快、尺寸小、沉降差；pH太低时水解不够、胶体脱稳不充分。

实践建议

每个厂甚至每批水都应该做烧杯实验确定最佳pH和投药量——水质变了，最佳条件可能跟着变。在线pH计安装在混凝反应区，精度±0.1pH单位。如果pH不在最佳范围，先调pH再加药（酸/碱投加在混凝剂之前），顺序不能反。混凝和后段絮凝的pH需求可能不同——混凝需要快速搅拌+强酸性（针对铝盐），絮凝需要慢速搅拌+近中性。