探析KDF在净水器净化工艺中应用(上)

探析KDF在净水器净化工艺中应用(上)

1.引言

KDF，是高纯铜锌合金颗粒水处理材料，Cu和Zn各占比约50%，由美国Don Heskett上世纪80年代偶然发现，并进一步发展成为水处理材料，1992年在美国国家卫生基金会（NSF）认证，后来美国环境保护署（USEPA）将KDF处理介质定为“微生物抑制装置”，其后，被广泛应用在水净化工艺中。

2.KDF水处理原理

KDF是利用自身的还原特性，去除水中的余氯，重金属等污染物质，95%余氯能够被KDF去除，去除方程式如下：

Zn+HClO+H2O→Zn2++Cl-+H++2OH-

Zn/Cu/Zn+Pb(NO3)2→Zn/Cu/Pb+Zn(NO3)2

Zn/Cu/Zn+HgCl2→Zn/Cu/Hg+ZnCl2

Cu+H2S→CuS+H2↑

同时由于铜锌自身氧化还原特性，流经材料表面的水特性也会发生变化，即水的电势电位会由+200mv 变成-500mv，使得适应微生物生产的水环境发生剧烈变化，从而抑制微生物的生长。

3.KDF对水中污染物质去除效果

3.1.KDF对重金属去除

取250mlKDF于过滤柱中，分别配置Pb, Cu，Fe溶液，滤过KDF小柱。过滤速度为250ml/min， 每过滤30min取样分析，结果如图所示：

图1 KDF去除重金属效果

从图中可见，KDF能够有效去除重金属Pb，Cu和Fe， 去除率分别为90%，90%，95%。而且所配置重金属，Pb，Cu和Fe溶液浓度分别为98.38ppb，256ppb和231ppb，接近生活饮用水标准GB5749中所规定的限值，从而可见，KDF在重金属低浓度的条件下仍然可以较好的去除重金属。

为进一步研究pH值对KDF去除重金属的影响，进一步配置不同pH重金属溶液，过滤速度仍为1倍KDF体积，即250ml/min，结果如下表所示：

表1 pH对KDF去除重金属的影响

重金属 原溶液 不同pH值条件下出水中重金属浓度

5.5 6.5 7.5 8.4 9.5

Pb/ppb 86.3 15.98 9.2 8.9 0 4.8

Cu/ppb 689 195 139 82 59 26

从表中数据可见，随着pH升高，KDF去除重金属的效果越好，这里除了碱性条件下推动KDF氧化还原反应去除重金属，同时碱性条件下也使得重金属形成氢氧化物被KDF滤层过滤去除。

此外，有研究还表明KDF也能够有效去除水中的汞污染，在1994年，美国New Jersey部分家庭用水井中检测出汞污染，浓度约32ppb，污染来自于渗滤液，为对污染控制，当地对处理技术进行筛选，如KDF， 离子交换树脂，活性炭等，分别考察去除效率、处置方式，负产物以及使用寿命等因素，最终选择了KDF作为一级处理，降低饮用水水中汞污染[2]。

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（用良芯造好水，CILLY水丽转载分享自“开能股份”相关公开研究资料）

 

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