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水处理中的KDF是什么意思

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发表于 2009-11-9 23:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
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斜管填料中的KDF是什么意思?
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4 i; v& r, i" o# P6 E
1 q. [, n6 P/ K+ R  
# Q; h2 ^9 y  E2 B8 \0 u6 H! W! T" j3 t    
# n6 i* n2 g7 z# e        斜管填料中的KDF是什么意思?
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    发布人:宇星锰砂净水 石英砂净水 发布时间:2008-9-7+ g9 p( J" C& `9 V% G  D  L* D9 P) \
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  3 Z1 T  i1 D" b, j$ O* P
    凯得菲(KDF)的作用及作用机理 
  ?4 V; `2 n5 _, w7 E1 c- Y          + G' m) M3 f# n. T! n
          凯得菲(KDF)是高纯度的铜/锌合金颗粒,它通过微电化学氧化-还原反应(Redox)进行斜管填料工作,在与水接触时,合金中的两种金属在亚微观尺度上构成无数小的原电池系统,这种材料在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度,可以清除水中高达99%的氯和水中溶解的铅、汞、镍、铬等金属离子和化合物。对抑制细菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著。被用于预处理、主处理与废斜管填料设备。凯得菲(KDF)完善或取代现有技术,可大辐度延长了系统寿命,减少了重金属、微生物、污垢,降低了总费用,减化系统维护。 
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          (1) 去除强氧化剂(余氯) $ V5 u0 |2 |! y/ {% @
          $ L7 ?, `) @. J
          凯得菲(KDF)具有强大的还原能力,能去除水中的各种强氧化剂,对余氯特别有效。凯得菲(KDF)是由铜、锌二种不同的金属组成的,与水接触时,合金中电位正的铜成为阴极,而电位负的锌是阳极,构成原电池。锌阳极在反应中失去了电子,生成锌离子进入溶液,铜阴极上发生游离氯的还原反应,而不会发生金属铜的溶解,水和余氯成为最后的电子接受者,同时生成氢离子、氢氧根离子和氯离子总反应式如下: ; n  H0 ]6 ]; O
          " O( X( S# k% j8 |+ J
          Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2++Cl-+H++2OH-   A, n, {$ p" T: U# ]
          & h( G" e# ^1 @* H* o0 Q  }
          水中其他的氧化剂,如臭氧、溴、碘等与凯得菲(KDF)接触后也能发生类似的氧化还原反应。 
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          (2)去除重金属 0 R- u1 O. ?, ^1 j. ~3 O. O& l3 }
          0 N' y' d% X4 z. P
          凯得菲(KDF)处理介质可以去除水中的多种重金属离子,如铅、汞、铜、镍、镉、砷、锑、铝和其他许多可溶性重金属离子,它们的去除是通过置换反应和物理和化学吸附反应来完成的。凯得菲(KDF)去除重金属离子的机理如下:金属离子吸附于凯得菲(KDF)处理介质的表面并与凯得菲(KDF)中的锌发生置换反应,生成的金属或吸附在凯得菲(KDF)表面,或进入凯得菲(KDF)晶格中,从而使有毒重金属污染物结合在凯得菲(KDF)上。例如,水中溶解的铅离子还原成不溶性的铅原子,并吸附于凯得菲(KDF)介质的表面,汞离子与凯得菲(KDF)也发生类似的反应,X射线衍射研究发现汞的去除是形成了铜-汞合金。凯得菲(KDF)处理重金属离子的化学反应式如下: & o$ @1 p! b7 d: `$ R
          
& F6 g8 v1 H( g2 L) C' m          Zn/Cu/Zn+Pb2+ →Zn/Cu/Pb+Zn2+ 
4 z3 I+ B/ k' T- ?1 N1 e          + @' ^3 A* D- L- p/ C4 p
          Zn/Cu/Zn+Hg2+→Zn/Cu/Hg+Zn2+ 
( P# F9 W! H3 \( ?' X6 j3 C2 j7 a          . s+ X: f9 D- c- q2 e* K
          金属离子在水的PH升高时水解形成金属氢氧化物沉淀,也能去除金属离子。 ! r) i' c: B9 H& k4 L4 W
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          (3)去除硫化氢 & M, K' V* X4 G8 @- n! v  _
          ' F. J1 `9 B1 q+ N) `, S: H
          在应用膜法进行斜管填料时,如果选用地下水作水源,水中可能存在硫化氢,硫化氢如被氧化成硫磺就会污染滤膜表面,凯得菲(KDF)过滤介质有去除硫化氢的功能,生成的硫化铜不溶于水,可在凯得菲(KDF)介质反冲洗时去除,化学反应式如下: 
! P$ c" d/ p3 m2 h* N0 I          . A6 l  ~, y6 [% U
          Cu/Zn + H2S → Cu/Zn + CuS + H2 
8 u! k; ~$ Z" f# R  O7 [! I          8 B% i- D; m$ e
          2H2 +02 →2H20 ' @; h' `# \9 u5 M3 o1 Z( U: a* y
                        8 X1 i5 x3 L9 X6 x- {+ H- u7 p6 ?
                        (4)减少悬浮固体 ; \' G4 Y0 x1 |$ i
                        ) f" S& s- N( I
                        凯得菲(KDF)处理介质的颗粒平均尺寸大约为60目,最小的颗粒约110目,也能起到物理过滤去除悬浮物质的作用,通常凯得菲(KDF)过滤介质能够有效地去除直径小于至50μm的颗粒。 
* j" [) z2 k0 {5 d, ?                        
7 I' S, C3 y$ X* _) i; Q                        由钢铁材料制成的输水管件腐蚀时,铁氧化形成FeO胶体,FeO与凯得菲(KDF)接触,也可以发生氧化还原反应,FeO最终形成Fe2O3固体沉淀在凯得菲(KDF)表面,可用反冲洗方法将它们去除,化学反应式如下: 5 K4 g0 Y5 D; ~7 s) K1 E2 M* ~' @
                        
& b' P2 v" p$ R1 g                        Zn + FeO = ZnO + Fe : G/ f: K. q. @( k+ e2 f3 Y4 i, O  v
                        
: c0 p) P6 c0 O" q9 ~                        2Fe + 3O2=2Fe2O3 # H" @  K% j8 `6 U
                        
: c3 ~/ X7 y; J. B2 v$ R& X) y! {9 E                        (5)减少矿物质结垢 
2 o6 `  d$ A" b  i9 A                        2 n9 I. m8 ]& Z: V9 P/ a8 D
                        凯得菲(KDF)处理介质对碳酸钙垢的作用有两上方面。 3 |& i; \8 x8 B' E3 Z) ^
                          K% Q( I2 q5 I0 g1 f
                        ①一方面,根据PH、二氧化碳浓度和碳酸钙溶解度之间的关系,当二氧化碳从溶液中除去时,PH值升高,因而使碳酸钙的溶解度降低。凯得菲(KDF)通过电化学反应也使水的PH值升高,降低碳酸钙的溶解度,结果使碳酸钙垢容易析出。 
. L1 J% g' m4 Y+ ]+ b) u$ h                        
# @' t: [4 k. `1 o7 q( W; H6 H; r                        ②另一方面,由于凯得菲(KDF)处理介质中锌离子的溶出,水中的锌离子含量有所增加,水中锌离子的存在能改变垢的晶体生长机理,使水中的碳酸钙垢以文石的结晶形态产生沉淀,在容器的器壁上形成软垢,而不是结晶为方解石型的硬垢。曾有人研究过水中杂质存在对方解石结晶生长的影响,研究发现,即使锌离子的浓度很低时,也能阻止方解石结晶的形成。 ( t0 f# V: p0 h  b8 [& v" h
                        
& o8 K( Q  Z. {+ [                        通过试验可以进一步证明,凯得菲(KDF)处理介质防止矿物硬垢的形成和积累,主要是阻止方解石形态碳酸钙的结晶。采用扫描电子显微镜和X射线衍射进行结晶学研究证明,未经凯得菲(KDF)处理的水中产生的硬垢是一些相对大的、具有规则形态的针状钙盐和镁盐的结晶,这些盐类质地坚硬、溶解度低、具有网状结构,是玻璃石灰石垢,经过凯得菲(KDF)处理介质的水中结成的垢,从根本上改变了碳酸钙(镁)结晶的形态,垢形相对变小,外观平坦呈圆形、颗粒形和棒形,都是由不坚硬的粉状成分组成的,这些成分不会粘附于金属、塑料或陶瓷的表面,很容易用物理过滤方法将它们除去。 9 m5 B( Q) R( G6 R, n9 `
                        
* x+ B! M& G" G. b0 D                        (6)抑制微生物繁殖 5 I; Y, U; e, e: X, S
                        
+ y" ^0 K/ ]% |& |( M$ a                        凯得菲(KDF)处理介质不是通过一种机理、而是几种机理控制微生物的生长繁殖,通过每一种的单独作用或协同作用来达到抑制微生物的作用。主要机理包括:氧化还原电位的变化,氢氧根离子和过氧化氢的形成,介质中锌的溶出等。在一般情况下,凯得菲(KDF)处理介质作为反渗透膜的预处理手段时,能够抑制细菌、藻类等微生物的繁殖,从而防止了微生物对膜的破坏。 
" j& D( Z; g, B/ y7 ~& V8 P                        
% ?2 R9 b8 K) D                        ①氧化还原电位的变化 
' V- R+ l8 d0 w% \                        
8 h$ `# z% |) C% K  {3 k% l                        水通过凯得菲(KDF)处理介质时,其氧化还原电位从+200mV变化到-500mV,在一般情况下,各种类型的微生物只能在特定的氧化还原电位下生长,电位的大幅度变化,能破坏细菌的细胞,从而控制了微生物的生长。但是,水的氧化还原电位变化很小,用凯得菲(KDF)控制细菌,必须使细菌与凯得菲(KDF)直接接触,凯得菲(KDF)对细菌的抑制作用主要发生于凯得菲(KDF)与水接触面上,所以仅靠氧化还原电位的变化并不能完全控制微生物。 
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6 O. `5 T: I. P$ y/ r                        ②氢氧根离子和过氧化氢 ' {+ q7 z- f! F
                        
7 w+ E9 r& P  j9 j% h/ O                        在凯得菲(KDF)将二价铁氧化到三价铁的过程中会产生氢氧根离子和过氧化氢,这就可以抑制那些在低氧化电位时尚能存活,但对氢离子和过氧化氢敏感的微生物,但是氢氧根离子和过氧化氢的寿命短,只是在过滤过程中具有高的反应活性,对微生物的抑制效果比较明显,在流出水中的残余效应比较小。 . {+ U- a1 y0 |5 {
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                        ③锌离子对微生物的控制 0 ~1 `! y7 ?8 K! p9 ]% L
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                        凯得菲(KDF)处理介质中释放出来的锌对微生物有明显的控制作用,锌能阻止酶的合成,从而影响有机体的正常生长,达到抑制微生物繁殖的目的.另外,凯得菲(KDF)介质通过阻止叶绿素合成而控制藻类生长,锌离子的存在从本质上降低了有机体从光合作用生产食物的能力,这将显著影响细菌的生长。 
6 f+ v. g+ h  ^1 P0 n& L                        & q& U2 d% b+ t8 t
                        二、凯得菲(KDF)的可应用范围 
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! B6 Q- e: @6 B                        凯得菲(KDF)可广泛应用于预处理、主处理与废斜管填料设备中。它们多与活性碳颗粒过滤器,聚丙烯酰胺,碳块或管内过滤器共同使用,也可单独使用。 
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6 ?0 K# R, c! L                        用凯得菲(KDF)介质进行水的预处理是一种简单、低耗的方法。对于微滤、超滤、反渗透膜、离子交换树脂、颗粒状活性碳,凯得菲(KDF)介质能够保护这些昂贵易损的斜管填料组件不受氯、微生物、结垢影响。此外,凯得菲(KDF)介质能去除高达98%的重金属,如Pb、Cd、Ce、Ag、Ar、Al、Se、Cu、Hg,另外,借助沉淀在凯得菲(KDF)介质上发生的氧化还原反应还可以降低水中碳酸盐、硝酸盐和硫酸盐。 
( z6 d) P/ ^3 _, l0 G% U+ g5 x+ M                        
7 Z$ m5 p* {+ n- ~                        影响膜分离工艺效率的主要问题是各种污染物在膜表面的沉积,造成膜表面孔的堵塞,这已是无可争议的事实。凯得菲(KDF)介质与微滤、超滤、反渗透膜、离子交换树脂、颗粒状活性碳相比,在提高斜管填料效率和持续保持高效方面具有更多的优势,消耗更低。 
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                        (1)去除市政饮用水中的余氯 
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                        凯得菲(KDF)处理介质正日益被用来替代或与活性碳过滤器联合使用,去除市政自来水中的余氯(可高达99%),其主要特点是使用寿命长。进行凯得菲(KDF)介质预处理可延长颗粒活性炭的使用寿命,并保护活性炭层(床)免受细菌污染。使碳的去污能力提升到原来的15倍,并且凯得菲(KDF)使更小型的碳过滤器的使用成为可能,从而降低了使用成本。
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5 f! A5 v  Y7 F2 v9 Y7 ?% P& c% d  
& D) R0 O3 a! O% G! c+ u    巩义市宇星锰砂净水 石英砂净水材料有限公司  工程部、技术部& u1 \2 p; P4 s. H
        公司地址:河南省巩义市康店工业区
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% c0 K) l4 I7 c; G: k2 d. {
          电话:0371-69011883$ g. E, p, @0 ^! X0 u

6 D% K  G6 _/ @          
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        网址:http://www.yxjscl.cn  邮箱:gyyuxing@126.com: r: B- s+ Q3 W$ u( t
        
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