水处理工艺参数- pH（酸碱值）深度解说

pH 值，是氢离子浓度指数、酸碱值，是衡量水体酸碱度的一个数值。

冷知识：为什么是 pH 不是 PH ？

“p”是小写，代表的是“负对数”的意思，而“H”是大写，代表的是氢离子。所以表示酸碱度的符号是“pH”。

在污水厂中，pH 值通常要求在 6-9（理论值）之间，7 为中性，小于 7 为酸性，大于 7 为碱性。微生物对 pH 值的要求较为严格。一般来说，整体水质 pH 值理应控制在 6.5-8.5 之间才有足够缓冲时间进行调整。

pH 值的动态变化

污水厂内 pH 值并非一成不变，而是处于动态变化之中。动态波动背后，内外因素交织，稍有不慎便成工艺“隐形杀手”。

外部因素：进水水质的波动是重要影响因素。例如，若污水中混入大量工业废水，其酸碱性可能与常规生活污水差异巨大，从而导致进水 pH 值大幅波动。

内部因素：污水处理各阶段的反应进程也会改变 pH 值。像在厌氧反应阶段，微生物分解有机物产生有机酸，会使体系 pH 值下降。在缺氧阶段，反硝化反应会产生碱度，使 pH 值升高。而在好氧阶段，随着微生物进行硝化作用，pH 值又会出现下降。

以上是某生活污水厂各处理段的 pH 值走势，由于整体水质偏酸性，碱度不足，但也可以从中看出，它的走势还算是处于“该升的升，该降的降”的合理变化，但整体处于亚健康状态。

所以如果发现 pH 值出现反向发展，就要考虑工艺是不是出现问题。那对于物化系统，酸性腐蚀管道，碱性堵塞设备，物化系统的脆弱性远超想象，对于生化系统，pH 又是微生物的生死线，偏离毫厘即崩溃千里。

pH 值对物化系统的影响

pH 值低于 6.0 时，污水的酸性增强，会对金属材质的设备和管道产生腐蚀作用，缩短其使用寿命。同时，对于物化处理中常用的絮凝剂，酸性环境会干扰其水解过程，使污泥絮体变小，混凝效果差，进而影响沉淀效果，导致出水水质变差。

pH 值高于 9.0 时，污水中的某些金属离子会形成沉淀，这些沉淀不仅可能堵塞管道，影响水流顺畅，还会在设备表面结垢，影响设备的正常运行。此外，过高的 pH 值也可能出现污泥絮体粗大，间隙水浑浊，混凝效果变差。

pH 值对生化系统的影响

pH 值低于 6.0 时，微生物细胞的细胞膜通透性会发生改变，原本能正常进出细胞的营养物质和代谢产物的运输受到阻碍，导致活性降低，严重抑制微生物的生长、繁殖和代谢，极端情况下会造成微生物死亡，使生化处理系统崩溃。

pH 值高于 9.0 时，同样会对微生物造成损害。碱性条件会使微生物细胞内的酶分子结构改变，影响其与底物的结合能力，降低反应速率，简单的说就是处理能力就会下降，出水变浑浊。此外，过高的 pH 值还可能伴随污泥解体现象。

关键生化过程对pH的敏感性

释磷：厌氧环境中，较低 pH 值利于聚磷菌释磷，它会分解聚磷酸盐并摄取污水中的挥发性脂肪酸。同时，厌氧微生物能有效水解、酸化，将复杂有机物转化为简单有机酸。当厌氧段 pH 值理论区间在 6.5 - 7.5 时，释磷及水解酸化效率最佳。pH 值过低会抑制微生物活性，过高则可能使金属离子沉淀影响代谢。

反硝化：反硝化过程的 pH 值理论区间是 6.5 - 7.5，在此范围内，反硝化细菌能利用硝酸盐作电子受体，将其还原成氮气。若 pH 值偏离该范围，细菌活性受影响，反硝化速率减慢，总氮去除效果变差。pH 值过低，反硝化速率可能下降，反之过高，水中氨氮会以游离氨形式存在，抑制反硝化细菌。

有机物降解及硝化：硝化反应适宜的 pH 值理论区间 7.5 - 8.5。在这个区间，好氧微生物能高效降解有机物并进行硝化反应，若 pH 值过高或过低，都会抑制硝化细菌活性，硝化菌生长速率下降，氨氧化菌活性骤降，氨氮转化效率降低，伴随处理效果下降，有机物降解速率也会减慢。

吸磷：好氧条件下，较高的 pH 值有利于聚磷菌过量摄取磷。聚磷菌在好氧环境中利用厌氧阶段摄取并储存的有机物氧化产生的能量，从污水中摄取超过自身生长需要的磷，以聚磷酸盐的形式储存于细胞内，实现磷的去除。好氧段理论值需大于 7.2 可促进聚磷菌过量吸磷。

药剂投加：pH 值对絮凝剂、助凝剂等药剂的反应效果影响显著。例如，对于聚合氯化铝等絮凝剂，在不同 pH 值下其水解产物形态不同，只有在合适的 pH 值范围（一般6.5 - 7.5）内，才能形成高效的絮凝结构，达到良好的混凝沉淀效果。至于铁盐适酸条件更好，ph 甚至可以低于6。

pH 与 ORP 的关系与表现

氧化还原电位与 pH 值密切相关。在好氧环境中，随着 pH 值升高，ORP 值通常会升高，因为碱性条件下氧气的氧化能力相对增强，有利于电子的转移。在厌氧环境中，pH 值下降会导致 ORP 值降低，因为酸性条件下环境的还原性增强。当 pH 值发生剧烈变化时，ORP 也会相应波动，进而影响微生物的代谢环境。

例如，在硝化过程中，合适的 pH 值和较高的 ORP 有利于硝化细菌将氨氮转化为硝酸盐；而在反硝化过程中，适宜的 pH 值和较低的 ORP 则有助于反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气。如果 pH 值偏离适宜范围，ORP 的调控也会受到影响，可能导致硝化或反硝化反应受阻，影响氮的去除效果。

pH 调整方法

药剂调整

酸性药剂：硫酸和盐酸是一种常用的强酸，在污水厂中常被用于降低 pH 值。其优点是成本相对较低，来源于网络：浓硫酸400-1000元/吨不等，稀硫酸200-500元/吨不等，盐酸（浓度约30%-35%）价格通常在300-800元/吨不等。硫酸使用时需注意其腐蚀性，对储存和投加设备要求较高。盐酸具有挥发性，在使用过程中需注意防护，避免氯化氢气体逸出对操作人员造成伤害。

碱性药剂：氢氧化钠，俗称烧碱，是一种强碱，可快速提高污水的 pH 值。其优点是反应速度快，调节效果明显。同样具有强腐蚀性，来源于网络：液碱800-1500元/吨不等，片碱3000-4000元/吨不等。氢氧化钙，又称熟石灰，也是常用的碱性药剂。它价格相对低廉，来源于网络：200-500元/吨不等，其溶解度相对较低，适合处理对 pH 值要求不是特别精确的污水。

非药剂调整

调节池：通过设置调节池，对不同时段、不同来源的污水进行混合和均质。这样可以有效缓冲进水 pH 值的波动。如无调节池，可将污泥回流开到最大，调动二沉池水稀释进水波动 pH 值。

生物调节：通过合理控制微生物的生长环境和代谢过程来调节 pH 值。在污水处理系统中，一些微生物在代谢过程中会产生或消耗酸性或碱性物质。例如，某些自养型微生物在硝化过程中产生氢离子，而在反硝化过程中会消耗氢离子。

pH 调整注意事项

药剂投加量：精确控制药剂投加量至关重要。投加量过少，无法将 pH 值调整到合适范围；投加量过多，则可能导致 pH 值过度调整，造成突跃现象，出现新的问题。

突跃现象，就好比，你在倒水，要倒5毫升，不过手劲没控制好变5.5毫升，然后往回倒，还是没控制好，变成4.6毫升，这样来回倒腾。

在实际操作中，应根据污水的流量、pH 值变化趋势以及处理工艺要求，通过试验结合经验确定合适的投加量，并根据实时监测数据进行动态调整。建议采用梯度分段调节和高频次监测相结合。或通过建立 pH 和 ORP 联动实时调节。

混合均匀：在投加药剂时，应采用合适的混合设备和方式，如搅拌器、管道混合器等，使药剂能够迅速、均匀地分散在污水中，避免局部 pH 值过高或过低的情况。

了解完以上内容，那我们就要知道如何快速识别异常的导火索在哪。

pH 异常现象快速识别

进水异常：pH<5 或 >10 ，可能伴随刺激性气味。

工艺段波动：

好氧池 pH 一直持续下降，硝化的碱度不足。

厌氧池 pH 骤升，VFA积累受阻。

出水超标：排放口 pH 超出6-9的法定标准限值。

微生物镜检异常：活性污泥出现丝状菌膨胀或原生动物大量死亡。

系统性排查流程

核实在线仪表数据：拿便携式pH计对比一下或者化验室检测一下。

分段检测各工艺单元pH：预处理→厌氧→缺氧→好氧→二沉池

（注，不是单点检测，（前端+末端）查看走势是不是合理现象）

排查工艺控制参数：DO、MLSS、SRT、回流比

检查药剂投加系统：酸/碱储罐液位、计量泵运行、管路堵塞

检测污泥性状：SVI、SV30、镜检结果

最终诊断与对策制定

常见异常原因及对策

进水pH异常

原因：工业废水违规排放。管网腐蚀导致酸化、腐蚀产物及其后续的化学反应会进一步增强酸性。暴雨期合流制管网稀释效应导致pH异常波动。

解决对策：启用事故调节池、化学中和（酸水加碱药，碱水加酸药）。

硝化系统失衡 

表现：好氧池 pH 连续每日持续下降，如每日降低 > 0.5 单位 

原因：剩余碱度不足，也就是说池体整体的碱度不足，进水的碱度不高的话，会导致越来越低。曝气过量导致二氧化碳溢出，导致 pH 下降。另外，过高的溶解氧可能会抑制一些产碱微生物的活动，同时促进一些嗜酸微生物的生长，这也会导致水体 pH 下降，但是发生的影响系数较低。

注：低温抑制，硝化速率下降，ph下降较为不明显，或可能不变甚至上升。

解决对策：投加碱性药剂，降低曝气，增加污泥浓度。

反硝化失效

现象：缺氧池异常且硝态氮积累 

原因： 碳源不足（C/N<4）、pH 值超出 6.5-7.5 最佳范围。

解决措施：投加碳源、内回流比提升至300%-400%。

总的来说，一般长期正常运行的污水厂，大部分的 pH 异常原因都是进水导致的，所以源头发现，源头控制就不用太担心生化系统出现问题。