Полнота гидролиза имеет большое значение как для самой коагуляции, так и для качества очищаемой воды, поскольку наличие ионов алюминия в очищенной питьевой воде недопустимо.

Скорость гидролиза можно описать уравнением:

где v — скорость гидролиза; Кг — константа гидролиза; [Мел+] — концентрация катионов в растворе коагулянта; [Н20] — концентрация воды в растворе.

Из уравнения следует, что скорость гидролиза пропорциональна концентрации катионов коагулянта. Поскольку применяющиеся концентрации растворов коагулянта незначительны, можно считать, что скорость гидролиза коагулянта прямо пропорциональна его концентрации (или его дозе), введенной в воду. Согласно правилу Вант—Гоффа с повышением температуры на каждые 10 градусов скорость гидролиза, как и большинства химических реакций, возрастает примерно в 2—4 раза.

Необходимым условием для более полного протекания гидролиза является удаление из сферы реакции образующихся Fe(OH)3 или А1(ОН)3, а также связывание ионов Н+ в малодиссоциированные молекулы. Гидролиз усиливается с разбавлением коагулянта.

Более полному гидролизу подвержены коагулянты, образующие гидроксиды с меньшей константой диссоциации (величиной, характеризующей способность электролитов диссоциировать на ионы) или меньшим произведением растворимости.

Гидролиз солей железа (III) протекает полнее, чем солей алюминия, и значительно полнее, чем солей железа (II).

Как следует из уравнения, с увеличением степени гидролиза рН раствора должно уменьшаться. Любое повышение рН раствора обеспечивает полный гидролиз введенного в воду коагулянта. Для быстрого и полного гидролиза коагулянтов необходим некоторый щелочной резерв воды, т. е. наличие в ней определенного количества ионов НС03-, ОН-, которые связывают ионы водорода, выделяющиеся при гидролизе:

Благодаря наличию в воде буферной системы НС03-—Н2СО3 с рН, близким к 7, рН воды при гидролизе коагулянтов в большинстве случаев изменяется незначительно (уменьшается).

По уравнению гидролиза коагулянтов можно вычислить концентрацию ионов НС03-, необходимую для нейтрализации кислоты, образующейся при гидролизе определенной дозы коагулянта. Из суммарной реакции гидролиза Al2(S04)3 в присутствии ионов НС03-

Al2 (S04)3 + ЗСа (НС03)2 + 6Н20 = 2А1 (0Н)3 + 3CaS04 + 6Н2СО

следует, что на каждые 342 м г A12(S04)3 расходуется 6 мг-экв НСОз-.

В тех случаях, когда концентрация ионов ОН-, НС03~, содержащихся в воде, недостаточна для полного гидролиза коагулянта, щелочность воды повышают введением известкового молока или раствора соды. В первом случае эффект подщелачивания объясняется связыванием ионов Н+ ионами ОН- извести, во втором — связыванием ионов Н+ в ионы НС03-.

Зная щелочность обрабатываемой воды и дозу введенного коагулянта, можно вычислить дозу извести или соды, необходимой для гидролиза и обеспечения резервной остаточной щелочности, равной 1 мг-экв/л.

Гидролиз солей алюминия, используемых в качестве коагулянтов, протекает в несколько стадий:

Степень гидролиза повышается с разбавлением раствора, повышением его температуры и рН.

Гидроксид алюминия является типичным амфотерным соединением, т. е. обладает как кислотными, так и основными свойствами:

Константа равновесия для первого уравнения