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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?- k* @; a( Q9 V) k

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! w9 G- n7 k* ^1 B  A' W; _) D) A* s5 w4 Y, ]( w+ c

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) |8 l1 y: Z/ B- i' D    
# w: d" z& C& {3 X- P        斜管填料中的KDF是什么意思?6 H* I- k5 C% B
   
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  : \9 F) n/ ~* A" Z* ]3 }
    发布人:宇星锰砂净水 石英砂净水 发布时间:2008-9-74 X" O4 M* U0 ~- p- W2 v
  
4 L2 k* b2 j- x% g1 h: X0 N  
  m5 ^# `9 s  \. I    凯得菲(KDF)的作用及作用机理 & Y6 ~* u9 B( z6 _+ E, N. P  j# N2 e
          
* @* `& z) s/ Z$ x8 g% H; @7 q          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。 ! H1 I4 T# }! a- Y# {
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          (1) 去除强氧化剂(余氯) 3 V# P! ]0 i- a- g! w  G5 Q4 _
          
) P' i3 q9 d$ B9 K          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: 
4 `! P  A, F1 j# |( h3 q/ n          
) K  n0 u+ W- K* L, P& s          Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2++Cl-+H++2OH- ; G8 ^& L6 W! ^& C1 R0 l
          % f/ |. q' d9 O6 }2 w/ S
          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。 ; B. g, r8 c) I) J  Z) ~
          . X5 `7 y( B& w6 h
          (2)去除重金属 
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) C/ g+ ]8 K; c% p9 v2 v          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: 
# Z) l9 r9 l$ x8 `# D          . w& A& v( H1 S  f5 b2 M6 y
          Zn/Cu/Zn+Pb2+ →Zn/Cu/Pb+Zn2+ 
0 B0 t; l' B# M5 k  t          
, m9 o9 H9 o2 t/ R' @  }          Zn/Cu/Zn+Hg2+→Zn/Cu/Hg+Zn2+ % \, q* i( C# j; j) ^
          - P% U  i$ G3 L; E: r7 u3 x! N- s
          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。 ( X/ I" C9 b3 j) c
          
* n' V6 {2 `/ t) }  V+ k          (3)去除硫化氢 * e; P7 p9 x: H, A- C6 P
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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: : Q- W0 a$ s5 M. v1 ]: O/ L
          
; U& U7 O- i4 t9 C+ f          Cu/Zn + H2S → Cu/Zn + CuS + H2 3 }" [7 a1 U& k/ N* s0 Y, x
          
( K8 I9 ^+ ~) l5 L- X; F          2H2 +02 →2H20 * S, @3 g" d4 l* d
                        ! A3 y4 K9 v$ ?. f% ?' n
                        (4)减少悬浮固体 
) x0 Q; y5 ^# d  l' [" W* u  [2 O                        5 z- \$ O) b: T4 p. V
                        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。 % e! i. B& O" H) I2 B" v
                        
; v2 t) z& a7 w$ M                        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: 
# y% X. k! _' ]9 c& Y+ d5 ^' W' K                        + O3 y3 X: Z% I/ q
                        Zn + FeO = ZnO + Fe 
" ~( d7 z& c+ u                        ) S- d( ?9 a0 U
                        2Fe + 3O2=2Fe2O3 
  z# t1 s5 S5 y0 ^                        
" |8 N  `+ s7 U* w8 a5 I                        (5)减少矿物质结垢 ) T* u* I. A7 L  `) V" ~% ?
                          ]5 k& B4 c1 ^3 ~% h
                        凯得菲(KDF)处理介质对碳酸钙垢的作用有两上方面。 
' m2 q& ]6 Q( d* g; U" h1 I4 X                        
$ V( r8 D/ F# W1 L) t                        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。 + s2 ?" G) C$ N
                        " ?" q: @. Q# a7 K& c
                        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。 
: l$ W  S. \7 {                        9 {1 P. s0 k- R9 ?
                        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。 ( P5 K  L; k! r9 G2 Q0 }
                        3 k  c/ B7 c. l
                        (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。 
: p9 s: b1 Q1 A8 F' ~+ j1 x                        7 g4 V  a6 Q6 J" X0 w' Z
                        ①氧化还原电位的变化 ' _6 v' _) k- [, V7 v
                        5 B8 c  z. I- L( w; z
                        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。 
5 q- y% b* G, o                        
" e) j! a* I% y. o' ^( Q                        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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$ z5 A* J) G- r/ V8 {6 w                        ③锌离子对微生物的控制 
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' Q+ V/ i" K# R. W! Z                        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。 : C/ k& i1 p# D8 S9 ]1 r! d( M
                        $ @+ |1 i9 ]: m8 g; j6 w
                        二、凯得菲(KDF)的可应用范围 & K8 X: i4 Z# s. L# Q! R1 Y
                        
1 Y  h0 L8 u3 v  E% O# R                        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。 6 C0 _. {$ c4 A4 [/ E) ]8 B" |
                        5 E; |: ?; k, ~: `) T/ H' K! o% M
                        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。 1 ~" Y/ L+ G# f# y: A
                        
- y8 G6 x0 m9 v+ y8 z! x: w                        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。 ) N! K( r$ J, m
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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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' _8 x5 N. A7 U8 s" }) [) I5 k9 R  # G; S" h- Z* \
    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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5 g* N0 W0 Z5 ]( u- ~2 j
              
6 ?& W& W, s* d2 {) M9 E, y5 p
% a+ A$ B1 T0 N/ A3 a* O          电话:0371-69011883
2 D) B; @' p) t9 o" y6 H8 Y- I
          & H! ?& G8 i" t0 I( A$ c
# R) ?+ g8 i" y& A0 e
        网址:http://www.yxjscl.cn  邮箱:gyyuxing@126.com
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1 I) q" S! H$ i5 C" i& J$ w# ]
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