反渗透产水pH值变化这是一个非常常见且重要的问题，其核心原因并非RO膜改变了水的性质，而是RO过程选择性地去除水中离子，打破了水中原有的离子平衡，尤其是碳酸平衡体系，从而导致产水pH值相对于进水发生显著变化。

通常情况下，RO产水的pH值会低于进水的pH值。

天然水体或市政自来水中普遍存在一个动态的碳酸平衡体系，这是理解pH变化的关键。该体系由以下部分组成：

1. 游离二氧化碳（CO₂）：溶解在水中的气体，呈弱酸性。

2. 碳酸（H₂CO₃）：CO₂与水结合的产物，极不稳定，瞬间分解。

3. 碳酸氢根离子（HCO₃⁻）：弱酸的阴离子，是水中最重要的缓冲物质之一。

4. 碳酸根离子（CO₃²⁻）：强碱的阴离子。

它们之间的平衡关系如下：
CO₂(aq)+H₂O⇌H₂CO₃⇌H⁺+HCO₃⁻⇌2H⁺+CO₃²⁻

这个体系的pH值主要由CO₂、HCO₃⁻和CO₃²⁻的相对比例决定。普通水体的pH值（如7.0-8.5）正好落在这个缓冲体系的缓冲范围内，因此pH值相对稳定。

RO膜的去除机理是基于分子的尺寸和电荷进行筛分，其对不同物质的去除率不同：

1. 对溶解性气体的高透过性：RO膜对CO₂和O₂等溶解性气体的去除率极低（通常<20%）。这意味着进水中的CO₂几乎可以毫无阻碍地穿过膜进入产水侧。

2. 对离子的高去除率：RO膜对带电离子，如钠（Na⁺）、钙（Ca²⁺）、氯（Cl⁻）、碳酸氢根（HCO₃⁻）、碳酸根（CO₃²⁻） 等，具有极高的去除率（通常>95-99%）。这些离子绝大部分被截留在浓水侧并排走。

水通过RO膜时发生的变化：

进水状态：假设进水pH=8.0，水中含有CO₂、HCO₃⁻、Ca²⁺等，此时碳酸体系处于平衡状态。

经过RO膜之后：CO₂几乎全部穿过膜，进入产水；HCO₃⁻ 和CO₃²⁻超过98%被膜截留，进入浓水；Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子同样被高效截留。

产水状态：产水中几乎只剩下穿过膜的CO₂和极其微量的离子。原本在进水中与HCO₃⁻/CO₃²⁻平衡的CO₂，现在失去了它的“碱性搭档”。这些过剩的、未被平衡的CO₂会立即与纯水结合，重新建立如下平衡：

CO₂+H₂O→H₂CO₃→H⁺+HCO₃⁻

这个反应会生成氢离子（H⁺），从而导致产水呈酸性，pH值降低。

但RO产水的pH值也有会高于进水的pH值的情况，常见于进水氨氮含量较高的水体。

水中氨氮的两种存在形式及其截然不同的膜透过特性：

1. 游离氨（NH₃）：非带电的、溶解的气体分子。它具有挥发性，通常被称为“非离子氨”。

2. 铵离子（NH₄⁺）：带正电的离子，是氨（NH₃）与水中氢离子（H⁺）结合的产物。

两者之间存在一个动态的水解平衡：
NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻

这个平衡强烈地受pH值和温度影响：pH越低（酸性），平衡向右移动，氨氮几乎全部以NH₄⁺形式存在。pH越高（碱性），平衡向左移动，氨氮主要以NH₃形式存在。温度越高，越有利于NH₃的形成。

RO膜对不同形态物质的去除机理决定了最终的产水水质：

1. 对铵离子（NH₄⁺）的高效截留（>95%）：NH₄⁺是一个带正电的离子，其水合离子半径较大。RO膜通过电荷排斥和尺寸筛分作用，能极其有效地将其截留在浓水侧并排出系统。

2. 对游离氨（NH₃）的低截留（高效透过）：NH₃是一个中性的、小分子物质。它的分子尺寸远小于RO膜孔的尺寸，并且由于不带电，不受膜表面电荷的排斥作用。因此，NH₃可以像CO₂和O₂一样，轻松地穿过RO膜进入产水侧。其对RO膜的透过率通常高达80%以上。

含氨氮的水通过RO系统时会发生：

进水状态：假设进水含有氨氮，pH值为中性（例如7.5）。在此条件下，氨氮主要以NH₄⁺形式存在（可能占95%以上），仅有少量是NH₃。水的pH由原有的碳酸体系等缓冲物质决定。

经过RO膜之后：NH₄⁺ (离子态)被RO膜高效截留，进入浓水；NH₃ (分子态) 大部分（例如80%）穿过膜，进入产水；CO₂如前所述，也大部分穿过膜进入产水；HCO₃⁻/CO₃²⁻被高效截留。

产水再平衡：产水中现在含有来自进水的：高浓度的NH₃，高浓度的CO₂，极低浓度的离子（近乎纯水）

此时，两种物质都试图在纯水中建立自己的平衡：

1. CO₂的平衡：CO₂+H₂O⇌H⁺+HCO₃⁻ （产生H⁺，降低pH）

2. NH₃的平衡：NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻ （产生OH⁻，升高pH）

最终结果取决于这两个反应的平衡常数和物质的量。

氨-水反应的平衡常数（Kb=1.8×10⁻⁵）比碳酸一级电离的常数（Ka₁=4.3×10⁻⁷）大得多。这意味着NH₃水解产生OH⁻的倾向和能力远强于CO₂水解产生H⁺的倾向。

因此，在产水这个“竞技场”中，NH₃的水解反应会彻底压倒CO₂的水解反应。NH₃水解产生的OH⁻会立刻与CO₂水解产生的H⁺反应生成水（H⁺+OH⁻→H₂O），从而消耗掉CO₂产生的酸性效应，并使得NH₃水解反应持续向右进行，导致产水中OH⁻离子浓度净增加，pH值显著升高。