水處理中用的KDF究竟是什么？

　　一、凱得菲（KDF）的作用及作用機(jī)理

　　凱得菲（KDF）是高純度的銅/鋅合金顆粒，它通過(guò)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(shí)，合金中的兩種金屬在亞微觀(guān)尺度上構(gòu)成無(wú)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(duì)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。凱得菲(KDF)完善或取代現(xiàn)有技術(shù)，可大輻度延長(zhǎng)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)去除強(qiáng)氧化劑(余氯)

　　凱得菲(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(duì)余氯特別有效。凱得菲(KDF)是由銅、鋅二種不同的金屬組成的，與水接觸時(shí)，合金中電位正的銅成為陰極，而電位負(fù)的鋅是陽(yáng)極，構(gòu)成原電池。鋅陽(yáng)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(huì)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(shí)生成氫離子、氫氧根離子和氯離子總反應(yīng)式如下：

　　Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2++Cl-+H++2OH-

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

　　(2)去除重金屬

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

　　(3)去除硫化氫

　　在應(yīng)用膜法進(jìn)行水處理時(shí)，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(huì)污染濾膜表面，凱得菲(KDF)過(guò)濾介質(zhì)有去除硫化氫的功能，生成的硫化銅不溶于水，可在凱得菲(KDF)介質(zhì)反沖洗時(shí)去除，化學(xué)反應(yīng)式如下：

　　Cu/Zn+H2S→Cu/Zn+CuS+H2

　　2H2+02→2H20

　　(4)減少懸浮固體

　　凱得菲（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(guò)濾去除懸浮物質(zhì)的作用，通常凱得菲（KDF）過(guò)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(shí)，鐵氧化形成FeO膠體，F(xiàn)eO與凱得菲（KDF）接觸，也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)eO最終形成Fe2O3固體沉淀在凱得菲(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)減少礦物質(zhì)結(jié)垢

　　凱得菲(KDF)處理介質(zhì)對(duì)碳酸鈣垢的作用有兩上方面。

　?、僖环矫?，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(shí)，PH值升高，因而使碳酸鈣的溶解度降低。凱得菲(KDF)通過(guò)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，由于凱得菲(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(zhǎng)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(guò)水中雜質(zhì)存在對(duì)方解石結(jié)晶生長(zhǎng)的影響，研究發(fā)現(xiàn)，即使鋅離子的濃度很低時(shí)，也能阻止方解石結(jié)晶的形成。

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