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什麽是濾料?

KDF 是美國科學家發明的壹種極其昂貴、高效的最新水處理濾料名稱,因為其高效且昂貴,俗稱水黃金,意指比黃金還貴。

它通過微電化學氧化-還原反應Redox進行水處理工作,在與水接觸時,合金中的兩種金屬在亞微觀尺度上構成無數小的原電池系統,這種材料在水中具有強大的反應能力和極快的反應速度,可以清除水中高達99%的氯和水中溶解的鉛、汞、鎳、鉻等金屬離子和化合物。對抑制細菌、真菌、汙垢、水藻的滋生效果卓著。被用於預處理、主處理與廢水處理設備。KDF 完善或取代現有技術,可大輻度延長了系統壽命,減少了重金屬、微生物、汙垢,降低了總費用,減化系統維護。

KDF 僅在美國就獲 14 項專利,是目前最安全、昂貴的水處理濾料,綜合凈水效果優於目前其它任何壹種技術。

它有六大功能:

◆ 去除強氧化劑(余氯)

KDF 具有強大的還原能力,能去除水中的各種強氧化劑,對余氯特別有效。KDF 是由銅、鋅二種不同的金屬組成的,與水接觸時,合金中電位正的銅成為陰極,而電位負的鋅是陽極,構成原電池。鋅陽極在反應中失去了電子,生成鋅離子進入溶液,銅陰極上發生遊離氯的還原反應,而不會發生金屬銅的溶解,水和余氯成為最後的電子接受者,同時生成氫離子、氫氧根離子和氯離子總反應式如下:

Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2++Cl-+H++2OH-

水中其他的氧化劑,如臭氧、溴、碘等與KDF 接觸後也能發生類似的氧化還原反應。

◆ 去除重金屬

KDF 處理介質可以去除水中的多種重金屬離子,如鉛、汞、銅、鎳、鎘、砷、銻、鋁和其他許多可溶性重金屬離子,它們的去除是通過置換反應和物理和化學吸附反應來完成的。KDF 去除重金屬離子的機理如下:金屬離子吸附於KDF 處理介質的表面並與KDF 中的鋅發生置換反應,生成的金屬或吸附在KDF 表面,或進入KDF 晶格中,從而使有毒重金屬汙染物結合在KDF 上。例如,水中溶解的鉛離子還原成不溶性的鉛原子,並吸附於KDF 介質的表面,汞離子與KDF 也發生類似的反應,X射線衍射研究發現汞的去除是形成了銅-汞合金。KDF 處理重金屬離子的化學反應式如下:

Zn/Cu/Zn+Pb2+ →Zn/Cu/Pb+Zn2+

Zn/Cu/Zn+Hg2+→Zn/Cu/Hg+Zn2+

金屬離子在水的PH升高時水解形成金屬氫氧化物沈澱,也能去除金屬離子。

◆ 去除硫化氫

在應用膜法進行水處理時,如果選用地下水作水源,水中可能存在硫化氫,硫化氫如被氧化成硫磺就會汙染濾膜表面,KDF 過濾介質有去除硫化氫的功能,生成的硫化銅不溶於水,可在KDF 介質反沖洗時去除,化學反應式如下:

Cu/Zn + H2S → Cu/Zn + CuS + H2

2H2 +02 →2H20

◆ 減少懸浮固體

KDF 處理介質的顆粒平均尺寸大約為60目,最小的顆粒約110目,也能起到物理過濾去除懸浮物質的作用,通常KDF 過濾介質能夠有效地去除直徑小於至50μm的顆粒。

由鋼鐵材料制成的輸水管件腐蝕時,鐵氧化形成FeO膠體,FeO與凱得菲KDF)接觸,也可以發生氧化還原反應,FeO最終形成Fe2O3固體沈澱在KDF 表面,可用反沖洗方法將它們去除,化學反應式如下:

Zn + FeO = ZnO + Fe

2Fe + 3O2=2Fe2O3

◆ 減少礦物質結垢

KDF 處理介質對碳酸鈣垢的作用有兩個方面。

★ 壹方面,根據PH、二氧化碳濃度和碳酸鈣溶解度之間的關系,當二氧化碳從溶液中除去時,PH值升高,因而使碳酸鈣的溶解度降低。KDF 通過電化學反應也使水的PH值升高,降低碳酸鈣的溶解度,結果使碳酸鈣垢容易析出。

★ 另壹方面,由於 KDF 處理介質中鋅離子的溶出,水中的鋅離子含量有所增加,水中鋅離子的存在能改變垢的晶體生長機理,使水中的碳酸鈣垢以文石的結晶形態產生沈澱,在容器的器壁上形成軟垢,而不是結晶為方解石型的硬垢。曾有人研究過水中雜質存在對方解石結晶生長的影響,研究發現,即使鋅離子的濃度很低時,也能阻止方解石結晶的形成。

通過試驗可以進壹步證明, KDF 處理介質防止礦物硬垢的形成和積累,主要是阻止方解石形態碳酸鈣的結晶。采用掃描電子顯微鏡和X射線衍射進行結晶學研究證明,未經 KDF 處理的水中產生的硬垢是壹些相對大的、具有規則形態的針狀鈣鹽和鎂鹽的結晶,這些鹽類質地堅硬、溶解度低、具有網狀結構,是玻璃石灰石垢,經過 KDF 處理介質的水中結成的垢,從根本上改變了碳酸鈣(鎂)結晶的形態,垢形相對變小,外觀平坦呈圓形、顆粒形和棒形,都是由不堅硬的粉狀成分組成的,這些成分不會粘附於金屬、塑料或陶瓷的表面,很容易用物理過濾方法將它們除去。

◆ 抑制微生物繁殖

KDF 處理介質不是通過壹種機理、而是幾種機理控制微生物的生長繁殖,通過每壹種的單獨作用或協同作用來達到抑制微生物的作用。主要機理包括:氧化還原電位的變化,氫氧根離子和過氧化氫的形成,介質中鋅的溶出等。在壹般情況下, KDF 處理介質作為反滲透膜的預處理手段時,能夠抑制細菌、藻類等微生物的繁殖,從而防止了微生物對膜的破壞。

★ 氧化還原電位的變化

水通過 KDF 處理介質時,其氧化還原電位從+200mV變化到-500mV,在壹般情況下,各種類型的微生物只能在特定的氧化還原電位下生長,電位的大幅度變化,能破壞細菌的細胞,從而控制了微生物的生長。但是,水的氧化還原電位變化很小,用 KDF 控制細菌,必須使細菌與KDF 直接接觸,KDF 對細菌的抑制作用主要發生於 KDF 與水接觸面上,所以僅靠氧化還原電位的變化並不能完全控制微生物。

★ 氫氧根離子和過氧化氫

KDF 將二價鐵氧化到三價鐵的過程中會產生氫氧根離子和過氧化氫,這就可以抑制那些在低氧化電位時尚能存活,但對氫離子和過氧化氫敏感的微生物,但是氫氧根離子和過氧化氫的壽命短,只是在過濾過程中具有高的反應活性,對微生物的抑制效果比較明顯,在流出水中的殘余效應比較小。

★ 鋅離子對微生物的控制

KDF 處理介質中釋放出來的鋅對微生物有明顯的控制作用,鋅能阻止酶的合成,從而影響有機體的正常生長,達到抑制微生物繁殖的目的.另外,KDF 介質通過阻止葉綠素合成而控制藻類生長,鋅離子的存在從本質上降低了有機體從光合作用生產食物的能力,這將顯著影響細菌的生長。

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