技术发展历程
利用二氧化碳中和 pH 的理论奠基
1805 年，英国化学家 William Henry 发现，气体在液体中的溶解度与该气体在液面上的分压成正比 -“亨利定律”。
1824 年，英国化学家 John Dalton 首次指出二氧化碳溶于水生成弱酸性溶液，为 pH 调节奠定理论基础。
19 世纪中后期，德国化学家 Friedrich Wohler，通过实验验证二氧化碳与碱中和反应，明确其 “酸碱缓冲” 特性，但未形成实际应用。
工业应用的起步
1901 年，美国钢铁工业率先将二氧化碳气体通入锅炉水，中和水中的钙镁离子（如碳酸钙）减少水垢沉积。
1920 年，日本在纺织印染工业中尝试用二氧化碳气体调节废水 pH, 降低碱性污染排放。
1950 年代，美国、德国在化工废水处理中大规模应用二氧化碳气体中和碱性废水。
1972 年，‘斯德哥尔摩人类环境会议’后发展中国家在钢铁、制革行业引入二氧化碳气体 pH 调节技术，控制重金属离子的溶出。
发展脉络：早期，受工业效率驱动，中期受环保法规推动，近期受碳中和目标牵引，形成污染治理‑资源利用‑生态修复的递进式发展。
碳酸水投加专利与国内工艺发展
德国 Bioacid 研究团队、美国夏威夷大学与蒙特雷湾水族馆研究所，发现海洋吸收二氧化碳形成碳酸使 pH 值降低，揭示碳酸调节 pH 对水体物理性质的影响。
1994 年，美国 Jommy J Shane 递交全球首个碳酸水投加系统用于调节 pH 的发明专利，1996 年获得授权；相比 CO₂气体投加，CO₂利用率提升至 90%，加快中和反应。
2024 年，城市水资源开发利用（北方）国家工程研究中心研发高效饱和碳酸投加工艺运用到自来水厂生产。相比碳酸水投加：CO₂利用率接近 100%，解决二相流问题，瞬时中和反应，适配多变原水。
CO₂调 pH 技术演进：气体投加 → 碳酸投加 → 饱和碳酸投加三个阶段。
技术简介与原理
二氧化碳气体和载体水在制备设备中生成饱和碳酸，通过投加系统将碳酸注入碱性原水中，以 “液‑液” 反应形式瞬间和碱性物质反应达到 pH 精准调控。
工艺包组成
二氧化碳储存系统：储罐、汽化器
高效饱和碳酸制备及控制系统：电控柜、饱和碳酸制备装置
投加系统：投加装置、检测仪表
工艺原理二氧化碳和载体水在碳酸制备设备中高效生成饱和碳酸，并通过投加系统将碳酸注入水中，快速与水中碱性物质发生 “液‑液” 中和反应，实现 CO₂高效利用、pH 值精准控制。
文献数据：利用二氧化碳调节碱性原水 pH 值，混凝剂投加量可节约 30%~50%，减少水厂污泥产量，降低运行成本；“液‑液” 投加方式，二氧化碳转化利用率＞90%。
二氧化碳调控 pH 优势
绿色：不引入有害离子，无副产物污染。
低碳：低碳型药剂，对二氧化碳的吸收利用，符合国家双碳战略。
安全性高：弱酸储存，减少安全防护投入，无管制要求。
无 “过调” 风险：弱酸调节，可实现 pH 精准调控。
产品设备优势
自动化智能控制：在线监测‑反馈调节闭环控制，传感器信号反馈计算，自动精准投加，实现少人或无人化管理。
集成化程度高：集成气体质量流量计、气动调节阀、混合器、压力表、安全阀、控制柜等，占地少。
pH 调控精度高：调控精度可达到 ±0.01～±0.1。