KDF可廣泛應(yīng)用于預(yù)處理、主處理與廢水處理設(shè)備中。它們多與活性碳顆粒過濾器，碳塊或管內(nèi)過濾器共同使用，也可單獨(dú)使用。擁有十多年凈水器行業(yè)水處理經(jīng)驗(yàn)的深圳沁諾凈水器廠家技術(shù)部朱工解析：KDF銅鋅合金濾料在凈水器水處理工藝中的作用

什么是KDF

KDF是一種高純度的銅鋅合金，是美國Don HesKett博士在1984年發(fā)明的一種新型的水過濾介質(zhì)。其凈水原理是利用氧化還原反應(yīng)，KDF介質(zhì)與污染物進(jìn)行電子交換，把許多污染物質(zhì)變成無害物質(zhì)。KDF顆粒在去除水中氯和水溶性重金屬方面更有效。能有效去除水中氯、有機(jī)化合物、重金屬、防止致癌物質(zhì)三鹵甲烷的產(chǎn)生，產(chǎn)水安全、可直接生飲。凈水器十大品牌生產(chǎn)廠家深圳沁諾凈水機(jī)多款凈水機(jī)產(chǎn)品

KDF銅鋅合金濾料在凈水器水處理工藝中的作用

KDF是高純度的銅/鋅合金顆粒，它通過微電化學(xué)氧化-還原反應(yīng)（Redox）進(jìn)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(gòu)成無數(shù)小的原電池系統(tǒng)，這種材料在水中具有強(qiáng)大的反應(yīng)能力和極快的反應(yīng)速度，可以清除水中高達(dá)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(xì)菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著。被用于預(yù)處理、主處理與廢水處理設(shè)備。KDF完善或取代現(xiàn)有技術(shù)，可大輻度延長了系統(tǒng)壽命，減少了重金屬、微生物、污垢，降低了總費(fèi)用，減化系統(tǒng)維護(hù)。

(1) 凈水機(jī)中KDF是去除強(qiáng)氧化劑(余氯)

KDF具有強(qiáng)大的還原能力，能去除水中的各種強(qiáng)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(fù)的鋅是陽極，構(gòu)成原電池。鋅陽極在反應(yīng)中失去了電子，生成鋅離子進(jìn)入溶液，銅陰極上發(fā)生游離氯的還原反應(yīng)，而不會發(fā)生金屬銅的溶解，水和余氯成為最后的電子接受者，同時生成氫離子、氫氧根離子和氯離子總反應(yīng)式如下：

Zn＋HClO＋H2O＋2e Zn2＋＋Cl－＋H＋＋2OH-

水中其他的氧化劑，如臭氧、溴、碘等與KDF接觸后也能發(fā)生類似的氧化還原反應(yīng)。

(2)凈水器中KDF能去除重金屬

KDF處理介質(zhì)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(yīng)和物理和化學(xué)吸附反應(yīng)來完成的。KDF去除重金屬離子的機(jī)理如下：金屬離子吸附于KDF處理介質(zhì)的表面并與KDF中的鋅發(fā)生置換反應(yīng)，生成的金屬或吸附在KDF表面，或進(jìn)入KDF晶格中，從而使有毒重金屬污染物結(jié)合在KDF上。例如，水中溶解的鉛離子還原成不溶性的鉛原子，并吸附于KDF介質(zhì)的表面,汞離子與KDF也發(fā)生類似的反應(yīng)，X射線衍射研究發(fā)現(xiàn)汞的去除是形成了銅－汞合金。KDF處理重金屬離子的化學(xué)反應(yīng)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沉淀，也能去除金屬離子。

(3) 凈水器中KDF能去除硫化氫

在應(yīng)用膜法進(jìn)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污染濾膜表面，KDF過濾介質(zhì)有去除硫化氫的功能，生成的硫化銅不溶于水，可在KDF介質(zhì)反沖洗時去除，化學(xué)反應(yīng)式如下：

(4) 凈水器中KDF可以減少懸浮固體

KDF處理介質(zhì)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(zhì)的作用，通常KDF過濾介質(zhì)能夠有效地去除直徑小于至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，F(xiàn)eO與KDF接觸，也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)eO最終形成Fe2O3固體沉淀在KDF表面，可用反沖洗方法將它們?nèi)コ瘜W(xué)反應(yīng)式如下：

Zn + FeO ＝ ZnO + Fe

2Fe + 3O2＝2Fe2O3

(5)沁諾凈水器中KDF可以減少礦物質(zhì)結(jié)垢

KDF處理介質(zhì)對碳酸鈣垢的作用有兩上方面。

①一方面，根據(jù)PH、二氧化碳濃度和碳酸鈣溶解度之間的關(guān)系，當(dāng)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(xué)反應(yīng)也使水的PH值升高，降低碳酸鈣的溶解度，結(jié)果使碳酸鈣垢容易析出。

②另一方面，由于KDF處理介質(zhì)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(jī)理，使水中的碳酸鈣垢以文石的結(jié)晶形態(tài)產(chǎn)生沉淀，在容器的器壁上形成軟垢，而不是結(jié)晶為方解石型的硬垢。曾有人研究過水中雜質(zhì)存在對方解石結(jié)晶生長的影響，研究發(fā)現(xiàn)，即使鋅離子的濃度很低時，也能阻止方解石結(jié)晶的形成。

通過試驗(yàn)可以進(jìn)一步證明，KDF處理介質(zhì)防止礦物硬垢的形成和積累，主要是阻止方解石形態(tài)碳酸鈣的結(jié)晶。采用掃描電子顯微鏡和X射線衍射進(jìn)行結(jié)晶學(xué)研究證明，未經(jīng)KDF處理的水中產(chǎn)生的硬垢是一些相對大的、具有規(guī)則形態(tài)的針狀鈣鹽和鎂鹽的結(jié)晶，這些鹽類質(zhì)地堅硬、溶解度低、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是玻璃石灰石垢，經(jīng)過KDF處理介質(zhì)的水中結(jié)成的垢，從根本上改變了碳酸鈣（鎂）結(jié)晶的形態(tài)，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，這些成分不會粘附于金屬、塑料或陶瓷的表面，很容易用物理過濾方法將它們除去。

(6) 凈水器中KDF能抑制微生物繁殖

KDF處理介質(zhì)不是通過一種機(jī)理、而是幾種機(jī)理控制微生物的生長繁殖，通過每一種的單獨(dú)作用或協(xié)同作用來達(dá)到抑制微生物的作用。主要機(jī)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(zhì)中鋅的溶出等。在一般情況下，KDF處理介質(zhì)作為反滲透膜的預(yù)處理手段時，能夠抑制細(xì)菌、藻類等微生物的繁殖，從而防止了微生物對膜的破壞。

① 凈水器中KDF氧化還原電位的變化

水通過KDF處理介質(zhì)時，其氧化還原電位從＋200mV變化到－500mV，在一般情況下，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(xì)菌的細(xì)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(xì)菌，必須使細(xì)菌與KDF直接接觸，KDF對細(xì)菌的抑制作用主要發(fā)生于KDF與水接觸面上，所以僅靠氧化還原電位的變化并不能完全控制微生物。

②凈水器中KDF氫氧根離子和過氧化氫

在KDF將二價鐵氧化到三價鐵的過程中會產(chǎn)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(yīng)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(yīng)比較小。

③凈水器中KDF鋅離子對微生物的控制

KDF處理介質(zhì)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(jī)體的正常生長，達(dá)到抑制微生物繁殖的目的.另外，KDF介質(zhì)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(zhì)上降低了有機(jī)體從光合作用生產(chǎn)食物的能力，這將顯著影響細(xì)菌的生長。