¿Qué es el material filtrante?
Realiza el tratamiento del agua mediante reacción redox microelectroquímica Redox. Al entrar en contacto con el agua, los dos metales de la aleación forman innumerables pequeños sistemas galvánicos a escala submicroscópica. Este material tiene una fuerte reactividad en el agua y una velocidad de reacción extremadamente rápida. Puede eliminar hasta el 99% del cloro del agua, así como iones metálicos y compuestos como plomo, mercurio, níquel y cromo disueltos en el agua. Tiene un efecto significativo en la inhibición del crecimiento de bacterias, hongos, suciedad y algas. Para equipos de pretratamiento, tratamiento principal y tratamiento de aguas residuales. KDF mejora o reemplaza las tecnologías existentes, lo que puede extender en gran medida la vida útil del sistema, reducir los metales pesados, los microorganismos y la suciedad, reducir el costo total y simplificar el mantenimiento del sistema.
KDF ha obtenido 65.438 04 patentes sólo en Estados Unidos. Actualmente es el material filtrante para tratamiento de agua más seguro y costoso, y su efecto general de purificación del agua es mejor que el de cualquier otra tecnología actual.
Tiene seis funciones:
◆Eliminar oxidantes fuertes (cloro residual)
KDF tiene una fuerte capacidad reductora y puede eliminar varios oxidantes fuertes en el agua. , especialmente tiene un buen efecto de eliminación del cloro residual. KDF se compone de dos metales diferentes, cobre y zinc. Cuando entra en contacto con el agua, el cobre con potencial positivo en la aleación se convierte en cátodo y el zinc con potencial negativo se convierte en ánodo, formando una batería primaria. El ánodo de zinc pierde electrones durante la reacción y genera iones de zinc en la solución. La reacción de reducción del cloro libre ocurre en el cátodo de cobre sin disolución del cobre metálico. El agua y el cloro residual se convierten en los aceptores finales de electrones, generando iones de hidrógeno, iones de hidróxido e iones de cloruro al mismo tiempo. La fórmula general de la reacción es la siguiente:
Zn HOCl H2O 2e—Zn2 Cl- H 2OH-
Otros oxidantes en el agua, como ozono, bromo, yodo, etc., pueden También se producen tras el contacto con KDF. Reacciones redox similares.
◆Eliminar metales pesados.
El medio de tratamiento KDF puede eliminar una variedad de iones de metales pesados en el agua, como plomo, mercurio, cobre, níquel, cadmio, arsénico, antimonio, aluminio y otros iones de metales pesados solubles. Su eliminación se logra mediante reacciones de desplazamiento y reacciones de adsorción fisicoquímicas. El mecanismo de eliminación de iones de metales pesados por KDF es: los iones metálicos se adsorben en la superficie del medio de tratamiento de KDF y experimentan una reacción de desplazamiento con el zinc en KDF. Los metales generados se adsorben en la superficie de KDF o ingresan a la red de KDF. , provocando que los contaminantes tóxicos de metales pesados se combinen con el KDF. Por ejemplo, los iones de plomo disueltos en agua se reducen a átomos de plomo insolubles, que se adsorben en la superficie del medio KDF, y los iones de mercurio sufren una reacción similar con el KDF. Los estudios de difracción de rayos X demostraron que la eliminación del mercurio formaba amalgama de cobre. La fórmula de reacción química del KDF para tratar iones de metales pesados es la siguiente:
Zinc/cobre/zinc-plomo→zinc/cobre/plomo-zinc
Zinc/cobre/zinc- mercurio → zinc/cobre/mercurio-zinc
Cuando el valor del pH del agua aumenta, los iones metálicos se hidrolizan para formar precipitación de hidróxido metálico, que también puede eliminar los iones metálicos.
◆Elimine el sulfuro de hidrógeno
Cuando se utiliza el tratamiento de agua con membrana, si se utiliza agua subterránea como fuente de agua, puede haber sulfuro de hidrógeno en el agua. Si el sulfuro de hidrógeno se oxida a azufre, contaminará la superficie del filtro. El medio filtrante KDF tiene la función de eliminar el sulfuro de hidrógeno. El sulfuro de cobre generado es insoluble en agua y se puede eliminar cuando se lava a contracorriente el medio KDF. La fórmula de la reacción química es la siguiente:
Cobre/Zinc H2S →Cobre/Zinc Cobre H2
2H2 02 →2H20
◆Reducir sólidos en suspensión
El tamaño de partícula promedio de los medios de tratamiento KDF es de aproximadamente 60 mallas y el tamaño mínimo de partículas es de aproximadamente 110 mallas. También puede desempeñar el papel de filtración física para eliminar los sólidos suspendidos. En términos generales, los medios filtrantes KDF pueden eliminar eficazmente partículas con un diámetro inferior a 50 μm.
Cuando las tuberías de agua hechas de acero se corroen, el hierro se oxida para formar FeO coloide, y el FeO también se puede oxidar cuando entra en contacto. con reacción de reducción de KDF. El FeO eventualmente forma una precipitación sólida de Fe2O3 en la superficie del KDF, que puede eliminarse mediante retrolavado.
La fórmula de la reacción química es la siguiente:
Zn FeO = ZnO Fe
2Fe 3O2=2Fe2O3
◆ Reducir las incrustaciones minerales.
La influencia del medio de tratamiento KDF sobre las incrustaciones de carbonato cálcico tiene dos aspectos.
Por un lado, según la relación entre el pH, la concentración de dióxido de carbono y la solubilidad del carbonato cálcico, cuando se elimina el dióxido de carbono de la solución, el valor del pH aumenta, reduciendo así la solubilidad del carbonato cálcico. KDF también aumenta el valor del pH del agua a través de reacciones electroquímicas y reduce la solubilidad del carbonato de calcio, lo que hace que las incrustaciones de carbonato de calcio precipiten fácilmente.
Por otro lado, debido a la disolución de los iones de zinc en el medio de tratamiento KDF, el contenido de iones de zinc en el agua aumenta. La presencia de iones de zinc en el agua puede cambiar el mecanismo de crecimiento de los cristales. incrustaciones, lo que hace que las incrustaciones de carbonato de calcio en el agua crezcan. La forma de cristales de aragonita precipita, formando incrustaciones blandas en las paredes del recipiente en lugar de incrustaciones duras tipo calcita. Alguien estudió el efecto de las impurezas del agua sobre el crecimiento de cristales de calcita y descubrió que incluso una concentración muy baja de iones de zinc puede impedir la formación de cristales de calcita.
Los experimentos pueden demostrar además que el medio de tratamiento KDF puede prevenir la formación y acumulación de incrustaciones minerales duras, evitando principalmente la cristalización del carbonato de calcio calcita. Los estudios cristalográficos de microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X muestran que las incrustaciones duras producidas en el agua sin tratamiento con KDF son cristales de sal de calcio y magnesio con forma de aguja, más grandes y regulares, con una textura dura, baja solubilidad y una estructura de red. Las incrustaciones formadas en el agua que contiene medios de tratamiento KDF cambian fundamentalmente la forma cristalina del carbonato de calcio (magnesio) y la forma de las incrustaciones es relativamente pequeña. La apariencia es achatada, granular o en forma de varilla, y todos están compuestos de componentes en polvo no duros. Estos componentes no se adhieren a superficies metálicas, plásticas o cerámicas y pueden eliminarse fácilmente mediante filtración física.
◆Inhibición de la reproducción microbiana
El medio de tratamiento KDF controla el crecimiento y reproducción de los microorganismos no mediante un mecanismo, sino mediante varios mecanismos, consiguiendo la inhibición a través de sus efectos individuales o efectos microbianos. efectos. Los principales mecanismos incluyen: cambios en el potencial redox, formación de iones hidróxido y peróxido de hidrógeno y disolución de zinc en el medio. En términos generales, cuando el medio de tratamiento KDF se utiliza como método de pretratamiento para membranas de ósmosis inversa, puede inhibir la reproducción de bacterias, algas y otros microorganismos, evitando así que los microorganismos dañen la membrana.
★Cambios en el potencial redox
Cuando el agua pasa por el medio de tratamiento KDF, su potencial redox cambia de 200 milivoltios a -500 milivoltios. En general, varios microorganismos sólo pueden crecer bajo potenciales redox específicos, y grandes cambios en el potencial pueden destruir las células bacterianas, controlando así el crecimiento de los microorganismos. Sin embargo, el potencial redox del agua cambia muy poco. Para utilizar KDF para controlar bacterias, las bacterias deben estar en contacto directo con KDF, y el efecto inhibidor de KDF sobre las bacterias ocurre principalmente en la superficie de contacto entre KDF y agua, por lo que los microorganismos no pueden controlarse completamente mediante cambios en el potencial redox únicamente.
★Iones de hidróxido y peróxido de hidrógeno
Cuando KDF oxida el hierro ferroso a hierro trivalente, producirá iones de hidróxido y peróxido de hidrógeno, que pueden inhibir los microorganismos que pueden sobrevivir a bajas temperaturas. potencial de oxidación pero son sensibles a los iones de hidrógeno y al peróxido de hidrógeno. Los iones de hidróxido y el peróxido de hidrógeno tienen una vida útil corta, pero tienen una alta reactividad durante el proceso de filtración, tienen efectos inhibidores obvios sobre los microorganismos y tienen efectos residuales relativamente pequeños en el efluente.
★Control de microorganismos mediante iones de zinc
El zinc liberado en el medio de tratamiento KDF tiene un efecto de control obvio sobre los microorganismos y puede impedir la síntesis de enzimas, afectando así el crecimiento normal de organismos e inhibiendo la propagación de microorganismos. Además, el medio KDF controla el crecimiento de algas impidiendo la síntesis de clorofila. La presencia de iones de zinc esencialmente reduce la capacidad de los organismos para producir alimentos a través de la fotosíntesis, lo que afectará significativamente el crecimiento de las bacterias.