偏铝酸钠除硅是一个典型的化学混凝-吸附共沉淀过程，其计算核心并非简单的化学计量关系，而是一个以实验为基础、以经验比值为核心、并需综合调整的工程化方法。
一、除硅机理
水解作用：偏铝酸钠（NaAlO?或NaAl(OH)?）投入水中后迅速水解，生成具有巨大比表面积和强吸附能力的无定形氢氧化铝（Al(OH)?）胶体。
NaAlO?+2H?O→Al(OH)?↓+NaOH
吸附与共沉淀：生成的带正电的Al(OH)?胶体与水中带负电的活性硅（如HSiO??、SiO?2?，常以SiO?计）发生电性中和，并通过吸附、络合等作用，形成难溶的硅铝酸盐复合物或被网捕卷扫进入矾花中共同沉淀。
Al(OH)?+xHSiO??→Al(OH)?·(SiO?)?（示意过程，非标准反应式）
这个过程决定了其药耗比（偏铝酸钠与二氧化硅的重量比）?不是一个固定的理论值，而是一个受多重因素影响的经验范围。
二、确定药耗比(R值)
整个计算围绕一个核心经验比值?R?展开：
R=偏铝酸钠投加量(mg/LNaAlO?)/需去除的硅量(mg/LSiO?)
1.确定基础数据
原水硅浓度[Si]?：处理前水样的SiO?浓度（mg/L）。
目标硅浓度[Si]?：要求处理后达到的SiO?浓度（mg/L）。
需去除的硅量Δ[Si]：Δ[Si]=[Si]?-[Si]?（mg/LSiO?）。
2.关键经验比值(R)
这是计算的最关键且必须通过实验获得的参数。
典型范围：大量工程实践表明，R值通常在8到20之间。即每去除1mg的SiO?，需要投加8mg到20mg的偏铝酸钠。
为何是范围？?因为R值受以下因素显著影响，必须通过烧杯试验来确定：
pH值：除硅最佳pH窗口非常窄，通常在6.5-7.5（弱酸性至中性）。pH过低（6.0），Al(OH)?胶体会溶解成Al3?，失去吸附能力；pH过高（8.0），
Al(OH)?会溶解成AlO??，胶体瓦解。不同水质的最佳pH点略有不同。
水温：温度升高，分子热运动加剧，反应速率加快，絮体形成更好，可适当降低R值。
水中共存离子：硬度（Ca2?、Mg2?）有利于絮凝，可能降低R值；而有机物会与胶体竞争或包裹，可能增大R值。
初始硅浓度：初始浓度越高，单位药剂的去除效率可能越高（R值可能趋向范围下限）。
反应条件：混合强度、絮凝时间、沉降时间都直接影响效果。
3.?进行烧杯试验确定最佳R和最佳pH
取一系列相同体积的原水水样。
第一组试验（定pH，变药量）：将所有水样pH调节至预设值（如7.0），分别投加不同梯度的偏铝酸钠溶液（如按R=5,10,15,20...计算出的药量）。
第二组试验（定药量，变pH）：选择某个中间药量，分别将水样pH调节至不同梯度（如6.0,6.5,7.0,7.5,8.0）。
对所有水样进行标准化的快速搅拌（混合）、慢速搅拌（絮凝）和静置沉降。
取上清液测定残余SiO?浓度。
绘制曲线：绘制“投药量-残余硅”曲线，找到达到目标[Si]?所需的最小投加量。绘制“pH-残余硅”曲线，找到最佳除硅pH点。
计算R值：根据“投药量-残余硅”曲线，找到达到目标[Si]?时对应的投加量C（mg/LNaAlO?），则R=C/Δ[Si]。
4.实际投加量计算
一旦通过试验确定了适用于当前水质的R值和最佳pH值，日常运行的计算就变得非常简单：
理论投加量(mg/L)=R×Δ[Si]
其中，Δ[Si]根据实时监测的原水硅浓度和目标值计算得出。
三、辅助计算与运行调整
1.碱度消耗与pH调节计算：
偏铝酸钠水解会产生NaOH，消耗水中的酸度（H?）。这意味着通常需要额外加酸（如硫酸、盐酸）来将pH稳定在最佳范围。
水解产生的OH?量≈(投加量(mg/LNaAlO?)/82)*1000(mmol/L)
所需加酸量（以98%H?SO?计）可估算为：加酸量(mg/L)≈[所需中和的OH?(mmol/L)×49]/0.98/η
（其中49是H?SO?的摩尔质量，0.98是纯度，η是效率系数）
注意：这是一个粗略估算，实际加酸量必须由在线pH计反馈控制，通过PID调节酸泵频率。
铝残留核算：投加的铝并非全部沉淀，部分会残留水中。需监测出水铝含量，确保符合水质标准（通常0.2mg/L）。过量投加不仅浪费药剂，更会导致铝超标。