碳酸钙饱和pH值（pHS）是如何计算的？

碳酸钙饱和pH值是根据碳酸钙的溶解平衡和碳酸平衡状态确定的。碳酸钙在水中溶解时：

水中各级碳酸平衡反应式为：

式中 KS———碳酸钙的溶解平衡常数或称碳酸钙的溶度积；

K1、K2———碳酸盐的一、二级电离常数。

碳酸平衡及碳酸钙溶解平衡反应可综合为下式：

当达到饱和pH值时：

两边取p值（－lg值），则

式中的［H＋］、［Ca2＋］与［HCO－3］均表示离子活度，［Ca2＋］与［HCO－3］需根据分析值进行换算。

离子活度＝分析值（mol/L）×αj＝分析值（mg/L，以CaCO3计）×αj/（50×10³×Zj）

式中 αj———活度系数；

Zj———电荷数；

故［Ca2＋］＝Ca（分析值，mg/L，以CaCO3计）×αCa/（50×10³×2）

按碱度定义，

在循环水的条件下，一般pH值<9，OH－及CO2－3可忽略不计，故可认为总碱度M≈［HCO－3］。从而［HCO－3］＝M（分析值，mg/L，以CaCO3计）×αHCO－3/（50×10³×1）

则（1）式可改为：

Ca2＋和HCO－3的活度系数αCa2＋及αHCO－3

由水的离子强度决定，为总溶解固体量（TDS，mg/L）的函数。令A＝（pαCa2＋＋pαHCO－3），为总溶解固体系数，可按下式计算：

A＝2.5TDS1/2/（200＋5.3TDS1/2＋0.0275TDS）当TDS<3200mg/L，可简化为以下经验式：

A＝0.1×lgTDS－0.1

令B＝pK2－pKS，K2、KS均随温度而变化，故B为温度系数，可按以下回归式计算：

T<20℃时

B＝2.596－0.0256T

20℃≤T<30℃时

B＝2.512－0.0212T

30℃≤T<54℃时

B＝2.368－0.0164T

54℃≤T<66℃时

B＝2.242－0.014T

66℃≤T≤76℃时

B＝2.042－0.011T

为此碳酸钙饱和pH值可按以下推荐公式计算。

pHS＝9.699＋A＋B－C－D

或pHS＝9.70＋A＋B－C－D

式中 A———总溶解固体系数；

B———温度系数；

C———钙硬系数，等于lgCa；

D———碱度系数，等于lg M。

因此，pHS可根据循环冷却水的总溶解固体量、水温（或典型换热器的壁温）、钙离子含量及碳酸氢根碱度（或近似用总碱度）计算。

国外另一个计算公式的计算结果也与上式相近，即：

式中 TDS———总溶解固体量，mg/L；

CA———钙硬，以钙离子计，mg/L；

TA———碳酸盐碱度，以CaCO3计，mg/L；

t———温度，（T℉＝1.8×℃＋32）；

e———自然对数底数，约为2.718。