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斜管填料中的KDF是什么意思?7 m( u8 L7 `1 o0 ^- c! F! ?
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o+ G1 }, m7 ]/ i6 b3 U* ? 斜管填料中的KDF是什么意思?
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! e; i0 N/ g" Q* K* P 发布人:宇星锰砂净水 石英砂净水 发布时间:2008-9-73 _, W7 z% B* c( z7 w# |
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凯得菲(KDF)的作用及作用机理 : Z# E- }% @, d6 |% C s
" R5 i* d) x* z 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。 2 U, B0 M( K4 T! t, ^
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(1) 去除强氧化剂(余氯) ) u0 H: W( N f1 U2 O$ m) x* P
4 Z: d: T% x: E% j0 J4 m/ d; q 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: - T! o, I: F/ e: b
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Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2++Cl-+H++2OH-
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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
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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: 5 m; J5 U& t% t2 m
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Zn/Cu/Zn+Pb2+ →Zn/Cu/Pb+Zn2+ ! o0 ^' e+ ^- N- |& G0 o2 C+ \; \/ T
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Zn/Cu/Zn+Hg2+→Zn/Cu/Hg+Zn2+ 1 ?% P4 K& V. `$ B# s9 W; ], D
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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。
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(3)去除硫化氢
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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:
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7 f2 m3 ~6 z, R3 z- f4 Y Cu/Zn + H2S → Cu/Zn + CuS + H2
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2H2 +02 →2H20 : d# V; O' M E0 h. C
2 A5 z! Q8 u/ c. t' G% _ (4)减少悬浮固体
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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。 . I3 b \9 ^/ H
( l$ o: {. Y8 l7 h g 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: # [* ^' Z* u* h# i
; f: L+ k6 k% I( w6 c0 h$ j0 J# D Zn + FeO = ZnO + Fe 1 x- S* x* q2 x; g/ Q4 K& W
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2Fe + 3O2=2Fe2O3
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$ m6 a1 |9 A: f( _; ^/ o (5)减少矿物质结垢
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' x5 T$ f6 {+ |: e6 U6 { 凯得菲(KDF)处理介质对碳酸钙垢的作用有两上方面。 1 u) t$ P/ v7 g4 }
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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。 ; [9 T& L2 _3 h. Q" N
% O e2 E" p+ O, g$ C5 h+ p 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。
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6 y' M2 W K( ^1 W7 ?9 Q/ ^- H; i 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。
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(6)抑制微生物繁殖
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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。
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1 v$ l# H# |/ M7 I ①氧化还原电位的变化 & R; Y* w' V3 D
7 Z0 ~4 @$ f: L* Q; k0 V 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。 / A5 o# x- I/ C- m, \( n9 r
6 r6 Z0 }4 X9 r! g$ }' b ②氢氧根离子和过氧化氢
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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。
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③锌离子对微生物的控制 / N+ T+ Q; Q5 t3 ^+ f! }8 q4 R
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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。 ! N$ k6 f; n: J3 P
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二、凯得菲(KDF)的可应用范围 * f. h- s% ?' T/ d7 U
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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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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。 # ^( G8 U9 ]/ P$ A0 U$ B' y
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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 5 M$ Z8 x/ |! j. k( a' t0 Q+ `- D H
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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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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
* ]3 x+ h: C& A 公司地址:河南省巩义市康店工业区# m2 K/ @: o+ b+ v) [
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电话:0371-69011883
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