凈水器中KDF的結構特點及作用原理
KDF是凈水機種五級過濾的重要組成部分，通常KDF(銅鋅合金體 精密活性碳)去除水中的水溶性鉛.汞.砷等重金屬，並補充對人體有益之鋅元素，集吸附過濾為一體，對水中的遊離氯、三氯甲烷的去除率高達96%並進一步清除水中殘留之農藥。化肥及放射性物質，並有脫色、除異味功效。深層次吸附水中鹵代烴及有機物等對人體有害的物質，增加水的甘甜口感。濾芯使用壽命長，去除金屬率高達99%。 據調查了解到多數使用凈水機的人並不了解KDF的工作原理，接下來我們就重點分析一下凈水器種KDF的結構特點及作用原理，以下主要內容有：
一.概述
近年來，世界範圍的環境污染，及飲水對人體健康所帶來的影響，通過各種媒體宣傳及人們的切身體驗，已經逐漸被人們所認識，飲水的質量已經成為一種社會問題而日益受到關注。新技術、新材料以及各式各樣的凈水機、凈水器正逐步走進千家萬戶，經濟而有效的水處理設備成為人們共同追求的目標，人們希望飲用一種去毒除害、保留有益、恢復水的自然品質的健康的飲用水。在這樣的背景下，銅鋅合金濾料KDF作為一種去除水中氯氣、重金屬、抑制細菌及藻類繁殖的高效濾材被廣泛地應用在凈水設備當中。目前在國內許多凈水器、濾水器中均可見到KDF的應用。
銅鋅合金濾料KDF被廣泛應用的原因，在於它即是一種比較強的還原劑，可以去除水中的氯氣，同時銅鋅兩種金屬所構成的微電池可以同時去除多種重金屬離子且能夠抑制細菌藻類的繁殖。這種多重作用是其它單一濾料所不能實現的,尤其是KDF在去除有毒有害重金屬方面是更勝一籌。然而，KDF濾料雖然經過了幾年的推廣，但其應用卻主要憑經驗和感覺。應該指出的是任何一種水處理手段及濾料都不是萬能的，使用及最終獲得的結果都是有條件的，希望他取代其他方式也是不科學。只有充分掌握了解了KDF的結構與性質，在滿足一定條件下來獲得最佳使用效果，否則有時也會事與願違。理論電化學為KDF的研究提供了堅實的理論基礎，加上實踐經驗的積累，KFD、KDF反應裝置及KDF的其他形態的開發應用擴大了其使用範圍，KDF氧化還原水處理手段也會逐漸形成單一的完善的水處理單元操作。因此，應該開展從KDF微觀結構與性質、生產製造、實際應用的定量數學模型的建立、氧化還原反應裝置的開發等方面的研究，理論研究與實際應用能以全新體系的形式實施。在此我們提出提出一些問題供大家一起討論。
二.KDF的結構與性質
1.銅鋅合金濾料KDF的製造
KDF是銅鋅合金濾料的商品名，是銅鋅合金通過特定工藝加工製造的。
眾所周知，在我國冶鍊及應用銅己有數千年的歷史。銅鋅合金俗稱黃銅，它具有許多優異的特性和奇妙的功能，在漫長的歷史進程中不但為人類社會的進步作出了不可磨滅的貢獻;而且隨著人類文明的發展不斷開發出新的用途。它既是一種古老的金屬，又是一種充滿生機和活力的現代工程材料。當前人類已經步入了豐富多彩的新紀元，KDF濾料在環保水處理方面的應用也為銅鋅合金拓展了新的領域。
KDF濾料可以採用不同的方法製作，目前工業化製作的方法，主要是採用水霧化法製作。其製作的原理是，選用高純度的銅、鋅兩種金屬在熔爐中熔化，經中間包過渡，注入到霧化區霧化。為了控制金屬流的大小，在中間包的底部裝入特製的限流漏嘴。進入霧化區的融熔金屬液在漏嘴的控制下，呈穩定的液流柱垂直落下。在霧化區，來自噴嘴的高速水流從不同的方向衝擊金屬液流，將液流擊成碎塊，分散成為銅鋅合金顆粒。單位體積的金屬的表面積增大了千萬倍，形成大量的肌膚微電池。
工藝流程如下：
選用優質銅鋅原料--中頻感應爐內熔化--成份調整--脫氧除渣--霧化制粉--質量檢測--篩分--包裝入庫
在我國有著非常豐富的銅鋅資源及成熟的冶鍊技術，加快KDF國產化進程必然會擴大KDF的應用領域，還會大大地降低環保水處理企業的生產成本。
2.KDF的結構與微電池原理
3.KDF作用及機理
(1)去除余氯
KDF去除余氯是通過化學氧化還原反應完成的，因為氯是比較強的氧化劑，鋅是比較強的還原劑，當流動的水中的氯氣與KDF中的金屬鋅發生有效碰撞時，即發生如下反應：Zn+Cl2====Zn2++2Cl –其最終結果是，將有毒有害的氯氣轉化成無毒的氯離子，增加了水中鋅離子的含量。
(2)去除重金屬KDF去除有毒有害的重金屬是通過肌膚微電池電化學反應進行的。當水中含有有毒有害的重金屬離子M + 時，重金屬離子M + 會定向地向著銅陽極遷移，並且按照電極電位的大小順序先後放電變成金屬原子而鍍在銅極上，使得有毒有害重金屬離子從水脫離出來，達到凈化水質的目的。三.影響KDF處理效果因素
1. 銅鋅合金濾料KDF是依據化學反應去除水中氯氣，依據電化學反應去除有毒有害的重金屬，其發生反應的前提是反應物之間要先進行有效的碰撞，因此，凡是阻礙這一過程發生的因素均會影響KDF的水處理效果。
2. 表面覆蓋
表面覆蓋是指銅鋅合金濾料KDF的表面被懸浮物、膠體等雜質所包裹，阻擋了氯分子和重金屬離子向銅極板上擴散和傳質，降低了有效碰撞的幾率，造成大量氯分子和重金屬離子的泄漏，影響了水質凈化效果。
這種情況大多發生在進水水質不好或KDF濾器前不設預處理的情況下，一旦KDF受到污染，即使啟動反衝洗功能破除表面覆蓋層的效果也不大。在實際應用中如果進水水質不良時，應在KDF前設置預處理設備，避免KDF受到污染而降低使用效果。
a. 孔隙度及有效碰撞KDF的凈化作用基於微觀的化學反應及電化學反應，前提是污染物與KDF的有效碰撞。因此，合理的濾床高度、壓頭損失允許的顆粒粒度、有效的過濾面積等都是非常重要的。在實際應用中是選擇開放式KDF反應器，還是選擇拋棄式KDF濾芯，或是選擇具有活化功能的KDF過濾器，要根據具體水質凈化工況來決定。
b. 極性有機物存在
KDF的表面是帶有不同電荷的活化表面，水中含有的極性有機污染物會吸附在合金濾料表面形成保護膜，同樣地阻擋了氯分子和重金屬離子向銅極板上擴散和傳質，使KDF的作用下降。因此，去除有機污染物是提高KDF凈化效果的重要手段。
c. 電極極化
3. 目前KDF在使用中普遍存在問題
a. 實際投加量太少
目前由於進口的KDF價格昂貴，加上在使用上缺少理論指導，許多廠家在凈水機中的投加KDF的量非常少，按照其凈化工況很難達到照其說明書介紹的作用。
b. 標註的使用壽命過長許多凈水機的技術文件中給出的KDF使用壽命過長，在凈水機的實際使用當中KDF過早失效，水質惡化，投訴時有發生。
c. 進水太臟表面覆蓋嚴重
由於進水水質惡劣，沒有預處理措施，造成懸浮物、膠體、大分子有機物覆蓋於KDF表面，KDF只是起到一般顆粒濾料的作用，而造成氯氣、重金屬離子泄漏，嚴重影響了凈水機的出水效果。
d. 進水不規範出水有問題
KDF在飲用水中使用時，由於沒有對進水提出嚴格的規範，忽略了在凈化水的同時向水中釋放鋅離子的傾向，而且凈化與釋放具有正相關性，當重金屬污染嚴重或氯氣投放量大時，有時出水會泛白，影響水的表觀效果。
