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斜管填料中的KDF是什么意思?+ F3 ?5 _2 m8 H: Y
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斜管填料中的KDF是什么意思?
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1 t. u' J$ s2 ~9 S 发布人：宇星锰砂净水 石英砂净水 发布时间：2008-9-7
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- x7 I$ z' X: [ x 凯得菲（KDF）的作用及作用机理 " j' S6 c* ]& G1 h# ^
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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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5 x# M+ C3 ^. ?- H5 d (1) 去除强氧化剂(余氯)
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" I; H1 E. W" a9 u) Z) { 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：
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' V& W5 E7 h, D4 L. k2 Q% l: i/ v Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2++Cl-+H++2OH- ) H6 O* N3 G( x& B0 k1 `
. l' ~6 J) k! A& H; o 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。 9 D) R8 J+ [7 e
# r% U+ c1 ]" ~ T" {/ s3 h# ~1 b (2)去除重金属 " [, }5 v# M- ^6 I7 K) }0 v6 ^
: n) v. O8 E' J" b; k4 ?5 W 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：
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+ G9 c& v$ N9 u4 `2 I6 a+ n9 @# o Zn/Cu/Zn+Pb2+ →Zn/Cu/Pb+Zn2+
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Zn/Cu/Zn+Hg2+→Zn/Cu/Hg+Zn2+
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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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* O F% r0 m/ i6 u% d (3)去除硫化氢 3 E: P- C, j& W& z' y9 `
( e& N9 s6 Y0 F4 p8 } 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： $ v' | `+ E# D1 q; }9 W& o
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Cu/Zn + H2S → Cu/Zn + CuS + H2
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2H2 +02 →2H20 , H/ B" Z7 ?3 R3 x
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(4)减少悬浮固体 ( f1 u5 N! t0 r5 n5 u8 S
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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。
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v' b) z( f/ c5 i( o/ k' s 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：
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' q. u/ k! m8 K6 x7 d' N5 g Zn + FeO ＝ ZnO + Fe
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2 c: j3 ]3 M: J 2Fe + 3O2＝2Fe2O3 ! E5 ]" R. h. z Z' a) W8 Q9 O
$ F$ \0 T* B) ?% ~; r; A (5)减少矿物质结垢
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凯得菲(KDF)处理介质对碳酸钙垢的作用有两上方面。
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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。 4 P B! t* u3 f' c ]. i
9 Y- j' M3 U4 t8 z' h7 y4 p. e 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。 0 G7 q/ Y0 S+ r& K- ^* ?( n8 g
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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 - g: a- h/ l6 D
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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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* q7 y# w" o: v% m* A ①氧化还原电位的变化
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( d4 H2 [, l) \% r4 w. s& u( k 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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②氢氧根离子和过氧化氢
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+ S1 c9 A! @* w 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
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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。
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二、凯得菲（KDF）的可应用范围
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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。 0 W7 T- l5 L* {8 R! S& R+ N7 S: m
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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。
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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
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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
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$ i# \3 a; Y0 J; L6 } 电话：0371－69011883
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发表于 2009-11-9 23:11
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