Vzťah medzi alkalitou a pH v systémoch demineralizovanej vody je úplne iný ako v konvenčných vodných útvaroch. Systémy demineralizovanej vody (iónová výmena, reverzná osmóza + zmiešané lôžko/EDI) majú za cieľ odstrániť z vody takmer všetky ióny a na odstránenie sa prirodzene zameriava aj alkalita ako anión (bikarbonát, uhličitan atď.).
1. Alkalita je fyzicky oddelená, ale kyslé plyny zostávajú.
V katiónovom výmenníku (katiónovom lôžku) reaguje pôvodná hydrogénuhličitanová alkalita vo vode s H⁺ na živici, pričom sa mení na oxid uhličitý (CO₂). V tomto bode:
Alkalita klesá takmer na nulu (hydrogenuhličitan je zadržiavaný živicou, H⁺ sa vymieňa) a pH klesá na približne 4,3-5,5.
Odtok v tomto bode je kyslá voda obsahujúca CO₂, ale jej kyslosť pochádza z rozpustených plynov, nie silných kyslých aniónov. Dekarbonačná veža (uhlíkový separátor) slúži práve na odstraňovanie tohto CO₂. 1.. Odstránenie CO₂ spôsobuje rýchle zvýšenie pH nad 6, ale zásaditosť zostáva nulová. To znamená, že v systéme demineralizovanej vody bez alkality je hodnota pH úplne kontrolovaná CO₂.
2. pH ideálnej čistej vody je ovplyvnené atmosférou.
Po prechode cez zmiešané lôžko alebo EDI systém je vodivosť vody extrémne nízka (< 0.1µS/cm), theoretically resulting in a pH of 7.00. However, if you measure the pH in an open beaker, you will often find it fluctuating between 5.6 and 6.8, inexplicably becoming acidic.
Nie je to spôsobené nedostatočnou kvalitou vody, ale práve preto, že zásaditosť je nulová. Bez tlmiča alkality bude čistá voda okamžite absorbovať stopové množstvá CO₂ zo vzduchu, čím sa vytvorí kyselina uhličitá, čo spôsobí prudký pokles pH. V praktickom strojárstve sa používa tesnenie dusíkom a ďalšie opatrenia.
Toto kolísanie pH vyžaduje len stopové množstvo CO₂ (niekoľko miligramov na liter), ktoré nemá takmer žiadny vplyv na iónovú záťaž celého systému, ale pH meter stále ukazuje kyslosť. V tomto scenári pH a zásaditosť nemajú žiadny klasický vzťah rovnováhy kyseliny uhličitej; pH iba odráža, koľko CO₂ voda práve absorbovala zo vzduchu.
3. Meranie alkality nemá zmysel a meranie pH je náročné.
Pri konvenčnej úprave vody sa tieto dva parametre vzájomne overujú. V demineralizovanej vode:
Alkalita sa mení z kontrolného indikátora na „indikátor nečistôt“. Akonáhle sa zistí významné množstvo hydrogenuhličitanovej alkality, indikuje to poruchu aniónomeničového lôžka, zmiešaný únik z lôžka alebo znížený výkon EDI, čo signalizuje problém v systéme. V normálne prevádzkovanej demineralizovanej vode by mala byť celková alkalita blízka 0.
Meranie pH predstavuje značnú technickú výzvu. Bežné pH metre vykazujú extrémne pomalú odozvu elektródy a nestabilný potenciál spojenia kvapaliny v čistej vode s nízkou{1}}vodivosťou, čo spôsobuje drastický posun nameraných hodnôt.
Hodnota pH odčítaná v tejto situácii nemusí predstavovať skutočnú aktivitu vodíkových iónov, ani byť použiteľná na usmerňovanie dávkovania chemikálií kvôli nedostatku alkality na udržanie rovnováhy. Priemyselne sa kontrola pH v demineralizovanej vode často nezakladá na absolútnych údajoch z offline alebo online pH metrov, ale dosahuje sa pridávaním amoniaku v pomere k špecifickej vodivosti a prietoku.
4. Aby sa zabránilo korózii, musí sa umelo vytvoriť slabý vzťah zásaditosti.
Aby sa predišlo korózii ocele, pH napájacej vody kotla alebo vody vysokej{0}}čistoty používanej na čistenie triesok je potrebné upraviť na 8,8 – 9,3. Keďže čistá voda nemá zásaditosť, pridanie kvapky zásady spôsobí, že pH stúpne na 10; vnesenie malého množstva CO₂ spôsobí, že pH klesne späť na 6.
Preto musí byť veľmi slabá alkalita umelo stanovená pomocou prchavých alkalizačných činidiel (ako je amoniak alebo morfolín):
Keď sa pridá amoniak, zlúči sa s vodou za vzniku hydroxidu amónneho, čím sa získa malé množstvo zásaditosti hydroxidu a stabilizuje sa pH na slabej zásaditosti.
Táto zásaditosť nie je uhličitanová, ale skôr slabá zásaditosť spôsobená hydroxidmi. Jeho úlohou je poskytnúť malé vyrovnávacie centrum, ktoré zabraňuje prudkému kolísaniu pH s CO₂.
V tomto bode sú pH a zásaditosť znova{0}}prepojené. Vzhľadom na cieľovú hodnotu pH (napr. 9,0) je potrebné vypočítať zodpovedajúcu koncentráciu amoniaku, ktorá sa má udržiavať, a táto slabá alkalita je nepriamo zablokovaná pomocou vodivosti (špecifickej vodivosti). Stručne povedané, zahŕňa použitie presne odmeraných stopových množstiev alkality na presnú kontrolu pH pri extrémne nízkych hladinách pufra.
