pH yra svarbiausias veiksnys, turintis įtakos aliuminio druskos koaguliantų veiksmingumui. Jis tiesiogiai lemia aliuminio druskų vandenyje formą, elektrines savybes ir krešėjimo mechanizmą, galiausiai įtakojantį krešėjimo efektą.
Kai į vandenį pridedama aliuminio druskų (pvz., aliuminio sulfato Al2(SO4)3 ir aliuminio chlorido AlCl3), jos greitai hidrolizuojasi, susidaro monobranduolinių ir daugiabranduolinių hidroksilo kompleksų serija, galiausiai susidaro amorfinės aliuminio hidroksido Al(OH)3 nuosėdos. Šių hidrolizės produktų rūšys ir proporcijos labai priklauso nuo pH.
Al³⁺ + H2O ⇌ Al(OH)²⁺ + H⁺
Al³⁺ + 3H₂O ⇌ Al(OH)₃ (amorfinis) + 3H⁺
Didėjant pH, hidrolizės produktai yra tokia tvarka: Al³⁺ → Al(OH)²⁺, Al(OH)₂⁺ → Al(OH)3(s) → Al(OH)₄⁻ (aliuminatas, tirpus).
Geriamasis{0}}polialiuminio chloridas (kietas), purškiamas-polialiuminio chloridas (PAC), polialiuminio chloridas, polimerinis koaguliantas
1. Žemo pH diapazone (dažniausiai<5.5)
Daugiausia sudarytas iš labai teigiamai įkrautų monobranduolinių kompleksinių jonų (tokių kaip Al³⁺, Al(OH)²⁺). Šie labai teigiamai įkrauti jonai efektyviai suspaudžia koloidinį dvigubą sluoksnį, neutralizuoja neigiamo krūvio koloidines daleles (pvz., priemaišas daugumoje natūralių vandens telkinių), todėl destabilizuojasi.
Drumstumo šalinimo efektas paprastai yra vidutinis, tačiau jis veiksmingas pašalinant neigiamai įkrautas ištirpusias organines medžiagas (pvz., tam tikras humines rūgštis). Susidarę flokai yra smulkūs ir birūs.
Šiame regione aliuminio druskų efektyvumas labiau atsispindi krūvio neutralizavime, tačiau likutinė aliuminio koncentracija gali būti didelė, nes negali susidaryti pakankamai Al(OH)3 nuosėdų. Kai pH < 4, aliuminis beveik visas yra Al³⁺ pavidalu, todėl blogai koaguliuoja.
2. Optimalus pH diapazonas (paprastai 6,0–7,8)
Daugiausia nusėda elektriškai neutralus amorfinis aliuminio hidroksidas Al(OH)3, tuo pačiu generuodamas daug daugiabranduolinių hidroksilo kompleksų su tinklo struktūromis (pvz., Al13O4(OH)24⁷⁺, ty Al13 klasteriais).
Formuodamasis Al(OH)₃ veikia kaip didelis tinklas, tiesiogiai apgaubiantis ir nušluojantis vandenyje esančias koloidus ir suspenduotas kietąsias medžiagas, kad nusodintų ko{0}}. Tuo pačiu metu daugiabranduoliniai polimerai užpildo tarpus tarp destabilizuotų dalelių, sudarydami didelius, tankius flokulius. Tai regionas, turintis geriausią bendrą efektą šalinant drumstumą, spalvą ir daugybę teršalų.
3. High pH Zone (typically >8.5)
Al(OH)₃ nuosėdos vėl ištirpsta, sudarydamos neigiamo krūvio tirpius kompleksinius jonus Al(OH)₄⁻. Šiuo metu krūvio neutralizavimas nepavyksta, o šlavimo efektas išnyksta. Krešėjimo efektyvumas smarkiai pablogėja, o susidarę flokai vėl ištirpsta (restabilizuojasi), todėl vanduo vėl tampa drumstas.
Kai pH > 8,5, aliuminio tirpumas vėl padidėja. Esant pH > 9, aliuminis beveik visas yra Al(OH)₄⁻ pavidalu, koaguliacija sutrinka, o likutinė aliuminio koncentracija vėl didėja, galbūt viršydama 0,2 mg/l.
Kai koaguliacijai naudojamos aliuminio druskos, sistemos pH (ypač momentinis pH po sumaišymo) turi būti sureguliuotas iki optimalaus diapazono. Aliuminio sulfato tikslinis pH paprastai yra apie 7,0. Aliuminio druskų hidrolizė sunaudoja vandenyje esantį šarmingumą (HCO₃⁻), todėl išsiskiria H⁺ ir sumažėja pH. Jei žaliavinio vandens šarmingumas yra nepakankamas (<50 mg/L as CaCO₃), lime (CaO) or sodium carbonate (Na₂CO₃) must be added to maintain pH stability.
