KDF用于活性炭过滤设备中具有明显的抑菌效果

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1、KDF 用于活性炭过滤设备中具有明显的抑菌效果，美国环境保护署（USEPA）将KDF 处理介质定为“微生物抑制装置”。KDF 适用于氯气处理过的市政自来水，KDF 水处理介质符合环保要求，是目前较为理想的水处理方法。其原理是利用氧化还原反应，KDF 与水中氧化性有害物质进行电子交换，把许多有害物质变为无害物质。KDF 目前有两种主要产品：KDF55 和 KDF85。KDF55 处理介质使用反冲洗装置且寿命长，受污染时可用盐酸清洗。用 KDF55 处理介质可以进行高纯水生产预处理，在厨房水龙头到工业冷却水处理中均可应用。19 世 纪 60 年 代 中 期 ， DON HESKETT 作 为 MO

2、RTON 盐 公 司 的 顾 问 ， 推 动了 新 的 活 性 炭 过 滤 技 术 的 发 展 。 1972 年 ， DON 与 BILL STEGER 研 究 出 了 最初 的 非 电 子 的 水 软 化 器 雏 型 ， 应 用 于 水 处 理 工 业 。 这 两 项 发 展 均 具 有 创 新 性 、走 在 时 代 前 沿 。 美 国 进 口 KDF1984 年 ， DON 又 有 新 的 发 现 。 在 一 次 用 水 泥 做 碳 胶 过 滤 器 时 ， DON 偶 然 发现 铜 锌 合 金 可 以 对 氯 产 生 巨 大 作 用 。 早 上 4 点 ， 他 用 黄 铜 圆 珠 笔 搅

3、拌 一 些化 学 品 ， 其 中 有 氯 的 成 份 。 当 他 注 意 到 代 表 氯 存 在 的 红 色 逐 渐 消 失 时 ， 他 产生 了 极 大 的 好 奇 心 。 第 二 天 ， 他 用 不 同 的 化 学 品 与 各 种 铜 锌 合 金 进 行 实 验 ，直 到 他 偶 然 发 现 的 实 验 现 象 不 断 重 复 出 现 。 他 发 现 的 电 化 学 氧 化 还 原 过 程 就是 众 所 周 知 的 “REDOX, 在 氧 化 还 原 过 程 中 氯 被 还 原 。 DON 不 仅 发 现 了 从 水 中 去 除 氯 的 新 反 应 ， 还 开 辟 了 水 处 理 的 新

4、纪 元 。DON 发 明 的 新 方 法 ， 即 用 金 属 去 除 水 中 的 重 金 属 与 氯 是 和 传 统 的 通 过 离 子 交换 去 除 水 中 金 属 的 思 路 背 道 而 驰 的 。 他 很 快 地 将 他 的 发 明 产 业 化 ， 三 年 中 他得 到 了 许 多 该 方 面 的 专 利 。 他 还 授 权 美 国 ZINC 公 司 生 产 KDF 处 理 介 质 。 通过 他 的 游 说 ， 面 对 面 的 交 流 ， 加 上 许 多 成 功 的 水 处 理 范 例 ， 使 水 处 理 工 业 逐渐 认 可 了 其 “发 明 ”的 重 要 性 与 实 用 性 。 通

5、过 媒 体 广 告 与 市 场 营 销 ， 开 辟 了许 多 新 的 应 用 领 域 ， 产 品 销 量 也 稳 定 提 高 ， 生 意 逐 渐 扩 大 。 1992 年 ， KDF85 与 KDF55 处 理 介 质 通 过 了 美 国 国 家 卫 生 基 金 会 （ NSF）认 证 ， 符 合 饮 用 水 的 61 项 标 准 。 1997 年 ， 在 KDF 液 体 处 理 公 司 成 为 美 国 水质 联 盟 成 员 10 年 后 ， 美 国 水 质 协 会 （ WQA） 把 KDF 水 处 理 介 质 列 入 其GLOSSARY OF TEAMS AND RESIDENTIAL WA

6、TER PROCESSING， 同 一 年 ，KDF55 处 理 介 质 通 过 美 国 国 家 标 准 化 组 织 （ ANSI ） 和 NSF 的 饮 用 水 42 项标 准 。 1 适 用 范 围 本 指 南 适 用 于 氯 气 处 理 过 的 市 政 自 来 水 。 包 括 居 民 （ 家 用 ） 、 商 业 、 学校 、 公 用 事 业 及 轻 工 业 、 建 筑 工 地 和 工 厂 等 使 用 自 来 水 的 场 所 ， 其 用 水 流 量在 3324 加 仑 /分 钟 （ 11 1226 L/min） 范 围 内 。 （ 其 他 的 KDF 处 理 介 质 和使 用 手 册 函

7、索 即 寄 ） 2 什 么 是 KDF55 处 理 介 质 KDF 水 处 理 介 质 是 一 种 独 一 无 二 的 、 新 颖 的 ， 符 合 环 保 要 求 的 水 处 理 介质 。 是 目 前 较 为 理 想 的 水 处 理 方 法 。 KDF55 处 理 介 质 为 高 纯 铜 /锌 合 金 ， 通过 电 化 学 氧 化 还 原 （ 电 子 转 移 ） 反 应 有 效 地 减 少 或 除 去 水 中 的 氯 和 重 金 属 ，并 抑 制 水 中 微 生 物 的 生 长 繁 殖 。 KDF55 处 理 介 质 满 足 美 国 环 境 保 护 署 （ EPA） ， 联 邦 药 物 管 理

8、 局（ FDA） 、 水 质 协 会 （ WQA） 和 国 家 卫 生 基 金 会 （ NSF） 关 于 饮 用 水 中 最 高 锌和 铜 含 量 的 标 准 的 要 求 ， 如 KDF 处 理 介 质 能 去 除 水 中 浓 度 为 10ppm 的 氯 ，但 仍 能 满 足 EPA 关 于 饮 用 水 中 最 高 允 许 含 锌 量 的 规 定 。 3 KDF55 处 理 介 质 的 作 用 及 机 理 KDF 处 理 水 的 原 理 是 利 用 氧 化 还 原 反 应 ， KDF 与 水 中 氧 化 性 有 害 物 质 进行 电 子 交 换 ， 把 许 多 有 害 物 质 变 为 无 害

9、物 质 。 3.1 使 用 寿 命 长 ， 可 重 复 循 环 使 用 （ 详 见 4、 5 类 介 绍 ） 3.2 减 少 矿 物 结 垢 KDF 处 理 介 质 对 碳 酸 钙 垢 的 作 用 有 二 个 方 面 。 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 ； KDF55 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

10、易 析 出 。 另 一 方 面 ， 由 于 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

11、石 结 晶 的 形 成 。 通 过 试 验 可 以 进 一 步 证 明 ， 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 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 KD

12、F 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 。 3.3 减 少 悬 浮 固 体 KDF55 处 理 介 质 的 颗 粒 平 均 尺 寸 大 约 为 60 目 ， 最 小 的 颗 粒 约 115 目 ，也 能 起 到 物 理 过 滤

13、 去 除 悬 浮 物 质 的 作 用 ， 通 常 KDF55 过 滤 介 质 能 够 有 效 地去 除 直 径 小 至 50 m 的 颗 粒 。 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 KDF表 面 ， 可 用 反 冲 洗 方 法 将 它 们 去 除 ， 化 学 反 应 式 如 下 ： 2Cu+FeO Cu2O+Fe 4Fe+3O2 2Fe2O3 3.4 去 除 氧 化 剂 （ 余 氯 ） KDF5

14、5 能 去 除 水 中 的 氧 化 剂 ， 例 如 余 氯 。 该 作 用 是 通 过 电 化 学 氧 化 还 原反 应 完 成 的 。 氧 化 还 原 反 应 的 发 生 是 因 为 KDF55 是 由 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 。 在 阴极 发 生 还 原 反 应 ， 阳 极 发 生 氧 化 反 应 。 锌 阳 极 在 反 应 中 失 去 了 电 子 ， 锌 离 子成 为 牺 牲 者 进 入 溶 液 ， 铜 阴 极 上 发 生 游 离 氯 的 还 原 反 应 ，

15、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 ： Zn+HOCl+H2O+2e- Zn2+ +Cl-+H+2OH- 水 中 其 他 的 氧 化 剂 ， 如 臭 氧 、 溴 、 碘 等 与 KDF55 接 触 后 也 能 进 行 氧 化还 原 反 应 。 3.5 抑 制 微 生 物 的 繁 殖 美 国 环 境 保 护 署 将 KDF55 处 理 介 质 作 为 一 种 微 生 物 抑 制 剂 ， 说 明 该 处 理介 质 能 起 到 抑 制 微

16、 生 物 繁 殖 的 作 用 ， 但 不 能 完 全 杀 灭 微 生 物 种 群 。 KDF55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 ， KDF55 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 。 3.5.1 氧 化 还 原 电 位 的 变 化 水 通 过 KDF55 处 理 介 质 时 ， 其 氧 化 还 原 电 位 从 +200mV 变 化 到 -500 mV， 在 一 般 情 况 下 ，