Detalles de KDF
Mbth: KDF Propósito: Principio de reacción antibacteriana del equipo de filtrado de carbón activado: Reacción redox Tipo de tratamiento aplicable: Conocimiento básico del agua del grifo municipal, ámbito de aplicación, medio de tratamiento, definición, función y mecanismo, uso y vida útil , Limpieza, Normas, Aplicaciones, Comprensión básica A mediados de la década de 1960, DON HESKETT, como consultor de Morton Salt Company, promovió el desarrollo de nuevas tecnologías de filtración con carbón activado. En 1972, DON y BILL STEGER desarrollaron las originales no electrónicas. Descalcificador de agua. Prototipo para la industria de tratamiento de agua. Ambos desarrollos fueron innovadores y adelantados a su tiempo. En 1984, Tang hizo otro descubrimiento. Mientras usaba cemento como filtro de gel de carbón por una vez, DON descubrió accidentalmente que una aleación de cobre y zinc puede tener un gran efecto sobre el cloro. A las 4 de la mañana, utilizó un bolígrafo de latón para remover algunos productos químicos que contenían cloro. Sintió mucha curiosidad cuando notó que el color rojo que indicaba la presencia de cloro estaba desapareciendo gradualmente. Al día siguiente, experimentó con diferentes productos químicos y varias aleaciones de cobre y zinc hasta que se repitió el fenómeno experimental con el que se topó. El proceso electroquímico redox que descubrió se llama "redox", en el que se reduce el cloro. KDF Tang, introducido desde Estados Unidos, no sólo descubrió una nueva reacción para eliminar el cloro del agua, sino que también abrió una nueva era en el tratamiento del agua. El nuevo método inventado por DON, a saber, la eliminación de metales pesados y cloro del agua, va en contra de la idea tradicional del intercambio iónico para eliminar metales del agua. Rápidamente industrializó su invento y tres años más tarde recibió numerosas patentes en este campo. También obtuvo la licencia de American Zinc para producir medios de procesamiento KDF. A través de su cabildeo, comunicación cara a cara y numerosos ejemplos exitosos de tratamiento de agua, la industria del tratamiento de agua se dio cuenta gradualmente de la importancia y la practicidad de su "invento". A través de la publicidad y el marketing en los medios, se han abierto muchas áreas de aplicación nuevas, las ventas de productos han crecido de manera constante y los negocios se han expandido gradualmente. En 1992, los medios terapéuticos KDF85 y KDF55 fueron certificados por la Fundación Nacional de Saneamiento (NSF) por cumplir con el Estándar 61 para agua potable. En 1997, 10 años después, KDF Liquid Treatment se convirtió en miembro de la Water Quality Association of America (WQA), que incluyó los medios de tratamiento de agua de KDF en su grupo y glosario de tratamiento de agua residencial. En el mismo año, el medio de tratamiento KDF55 pasó 42 estándares de agua potable del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) y NSF. Alcance Esta guía se aplica al agua del grifo municipal tratada con cloro. Incluyendo residencial (residencial), comercial, escuelas, servicios públicos, industria ligera, sitios de construcción y fábricas, etc. Con agua del grifo, el rango de flujo de agua es de 3 a 324 gal/min (11 a 1226 litros/min). (Otros medios de tratamiento KDF y manuales de usuario disponibles a pedido) Definición de medios de tratamiento Los medios de tratamiento de agua KDF son medios de tratamiento de agua únicos, novedosos y respetuosos con el medio ambiente. Actualmente es el método ideal para el tratamiento del agua. El medio de procesamiento de KDF55 es una aleación de cobre/zinc de alta pureza. A través de una reacción electroquímica de oxidación-reducción (transferencia de electrones), puede reducir o eliminar eficazmente el cloro y los metales pesados en el agua e inhibir el crecimiento y la reproducción de microorganismos en el agua. El medio de tratamiento KDF55 cumple con los estándares de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), la Administración Federal de Medicamentos de EE. UU. (FDA), la Asociación de Calidad del Agua de EE. UU. (WQA) y la Fundación Nacional de Salud (NSF) para niveles máximos de zinc y cobre en el agua potable. Por ejemplo, los medios de tratamiento KDF pueden eliminar el cloro del agua en una concentración de 10 ppm y aun así cumplir con los requisitos de la EPA para el contenido máximo permitido de zinc en el agua potable. Función y mecanismo El principio del KDF en el tratamiento del agua es utilizar la reacción redox para intercambiar electrones con sustancias oxidantes nocivas en el agua, convirtiendo muchas sustancias nocivas en sustancias inofensivas. Reducir las incrustaciones minerales El impacto de los medios de tratamiento KDF sobre las incrustaciones de carbonato de calcio tiene dos aspectos. Por un lado, de acuerdo con la relación entre el pH, la concentración de dióxido de carbono y la solubilidad del carbonato de calcio, cuando se elimina el dióxido de carbono de la solución, el valor del pH aumenta, reduciendo así la solubilidad del carbonato de calcio. KDF55 también aumenta el valor del pH del agua; A través de reacciones electroquímicas, la reducción de la solubilidad del carbonato de calcio 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 las incrustaciones de cristales, provocando incrustaciones de carbonato de calcio. precipitar en forma de cristales de aragonita en el recipiente. Se forman incrustaciones blandas en las paredes en lugar de cristalizar en incrustaciones duras de 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 los medios de tratamiento KDF pueden prevenir la formación y acumulación de incrustaciones minerales duras, evitando principalmente la cristalización del carbonato de calcio calcita.
Los estudios cristalográficos mediante microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X muestran que las incrustaciones duras producidas en agua sin tratamiento con KDF son unos cristales de sales de calcio y magnesio de mayor tamaño y regulares, con forma de aguja, de textura dura, baja solubilidad y forma de red. La estructura es de escamas de piedra caliza de vidrio. Las incrustaciones que se forman en el agua de los medios tratados con KDF cambian fundamentalmente la forma cristalina del carbonato de calcio (magnesio). Las escamas son de forma relativamente pequeña y tienen apariencia achatada, granular o en forma de varilla. Todas están compuestas de componentes de polvo blando. Estos componentes no se adhieren a superficies metálicas, plásticas o cerámicas y pueden eliminarse fácilmente mediante filtración física. Reducir los sólidos suspendidos El tamaño de partícula promedio del medio de tratamiento KDF55 es de aproximadamente 60 mallas y el tamaño mínimo de partículas es de aproximadamente 115 mallas. También puede desempeñar el papel de filtración física para eliminar los sólidos suspendidos. En términos generales, el medio filtrante KDF55 puede eliminar eficazmente partículas de hasta 50 μm de diámetro. Cuando las tuberías de agua de acero se corroen, el hierro se oxida para formar el coloide FeO. Cuando el FeO entra en contacto con el KDF, también se producen reacciones redox. El FeO eventualmente forma Fe2O3 sólido y precipita en la superficie del KDF, que puede eliminarse mediante retrolavado. La fórmula de la reacción química es la siguiente: 2cu+FeO Cu2O+Fe3Fe+3O2Fe2O3 elimina el oxidante (cloro residual). KDF55 puede eliminar oxidantes del agua, como el cloro residual. Este efecto se logra mediante reacciones electroquímicas redox. La reacción redox ocurre porque KDF55 está compuesto de dos metales diferentes. Cuando entra en contacto con el agua, el cobre con potencial positivo en la aleación se convierte en el cátodo, mientras que el zinc con potencial negativo es el ánodo. La reacción de reducción ocurre en el cátodo y la reacción de oxidación ocurre en el ánodo. El ánodo de zinc pierde electrones durante la reacción, los iones de zinc ingresan a la solución como sacrificio, la reacción de reducción del cloro libre ocurre en el cátodo de cobre y el cobre metálico no se disuelve. El agua y el cloro residual se convierten en los aceptores finales de electrones, generando iones de hidrógeno, iones de hidroxilo e iones de cloruro al mismo tiempo. La fórmula de reacción total es la siguiente: Zn+hocl+H2O+2e-Zn2 ++ Cl-+h++ 2OH-otros oxidantes en agua, como el ozono. Inhibición de la reproducción microbiana: la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. considera el medio de tratamiento KDF55 como un inhibidor microbiano, lo que indica que el medio de tratamiento puede inhibir la reproducción microbiana, pero no puede matar completamente la población microbiana. KDF55 trata el medio de cultivo no mediante un mecanismo, sino mediante varios mecanismos para controlar el crecimiento y reproducción de microorganismos, logrando el efecto de inhibir microorganismos a través de sus efectos individuales o efectos sinérgicos. 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 KDF55 se utiliza como método de pretratamiento para membranas de ósmosis inversa, puede inhibir la reproducción de microorganismos como bacterias y algas, evitando así que los microorganismos dañen la membrana. 1 Cambios en el potencial redox Cuando el agua pasa a través del medio de tratamiento KDF55, su potencial redox cambia de +200 mV a -500 mV. 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 controlar las bacterias con KDF, las bacterias deben estar en contacto directo con el KDF. El efecto inhibidor del KDF sobre las bacterias se produce principalmente en la interfaz KDF-agua, por lo que los microorganismos no pueden controlarse completamente mediante cambios en el potencial redox. 2 Iones de hidróxido y peróxido de hidrógeno Cuando la Universidad de Notre Dame en South Bend, Indiana, EE. UU. estaba estudiando los medios de tratamiento KDF para reducir la concentración de iones de hierro en el agua, se descubrió que el KDF produciría iones de hidróxido y el peróxido de hidrógeno puede inhibir los microorganismos. que pueden sobrevivir a un potencial de oxidación bajo pero son sensibles a los iones de hidróxido y al peróxido de hidrógeno. Los iones de hidróxido y el peróxido de hidrógeno tienen una vida útil más corta, pero tienen una mayor reactividad durante el proceso de filtración y tienen efectos inhibidores relativamente mejores sobre los microorganismos. 3. Control de microorganismos mediante iones de zinc. El zinc liberado en el medio de tratamiento KDF tiene un efecto de control significativo sobre los microorganismos. El zinc puede impedir la síntesis de enzimas, afectando así el crecimiento normal de los organismos y logrando el propósito de inhibir la reproducción de los microorganismos. . Además, el medio KDF55 controla el crecimiento de algas impidiendo la síntesis de clorofila. La presencia de iones de zinc esencialmente reduce la capacidad de un organismo para producir alimentos mediante la fotosíntesis. Las poblaciones bacterianas dependen de las comunidades de algas como fuente de alimento y energía, y la reducción de las algas puede afectar significativamente el crecimiento bacteriano. Eliminación de metales pesados El medio de tratamiento KDF puede eliminar iones de metales pesados en agua, como plomo, mercurio, cobre, níquel, cadmio, arsénico, antimonio y otros iones de metales pesados solubles. Su eliminación se completa mediante catálisis y reacción electroquímica de oxidación-reducción. El mecanismo de KDF55 para eliminar iones de metales pesados es: los iones metálicos se depositan en la superficie del medio de tratamiento de KDF o ingresan a la red de KDF, lo que hace que los contaminantes tóxicos de metales pesados se combinen con KDF. Por ejemplo, los iones de plomo disueltos en agua se reducen a átomos de plomo insolubles, que se depositan en la superficie del medio KDF; los estudios de difracción de rayos X muestran que la eliminación del mercurio forma amalgama de cobre. La fórmula de reacción química para el tratamiento con KDF de iones de metales pesados es la siguiente: Zn/Cu/Zn+Pb(NO3)2Zn/Cu/Pb+Zn(NO3)2Zn/Cu/Zn+HGC L2 Zn/Cu/Hg+ZnCl 2 iones metálicos en agua Cuando el valor del pH aumenta, se puede hidrolizar para formar precipitación de hidróxido metálico y también puede eliminar iones metálicos. Eliminación de sulfuro de hidrógeno Si se selecciona agua subterránea como fuente de agua cuando se utiliza el tratamiento de agua con membrana, es posible que haya sulfuro de hidrógeno presente en el agua. Si el sulfuro de hidrógeno se oxida a azufre, ensuciará la superficie de la membrana.
El medio filtrante KDF55 tiene la función de eliminar el sulfuro de hidrógeno. El sulfuro de cobre generado es insoluble en agua y se puede eliminar lavando a contracorriente el medio KDF55. La fórmula de la reacción química es la siguiente: Cu/Zn+H2S Cu/Zn+CUS+H·2H 2+O·2H 2O Uso y vida útil El dispositivo de retrolavado se basa en el proceso electroquímico de oxidación-reducción, que formará una pequeña La cantidad de óxidos en la mayoría del agua para generar depósitos de calcio/magnesio debe eliminarse periódicamente. Elija una válvula de control de retroceso de ciclo de 3 etapas producida por un fabricante conocido y use un dispositivo de retroceso de gran flujo para eliminar la suciedad adherida a la superficie del KDF, y la velocidad de retroceso debe ser el doble que la del uso normal. El tiempo de retrolavado es de 10 minutos, luego limpia y enjuaga durante 3 minutos. El retrolavado se realiza al menos dos veces por semana y puede aumentarse si es necesario, pero el tiempo de retrolavado no debe exceder los 10 minutos cada vez. La velocidad del retrolavado se ve afectada por la temperatura del agua de retrolavado, el tipo de medio, el tamaño de las partículas del medio y la densidad. El KDF55 maneja medios con una densidad aparente de 171 libras/pie cúbico (2,74 g/cm3). De esta manera, el caudal de agua de retrolavado de medios de alta densidad requiere una tasa de retorno de 39 gpm/pie cuadrado (2,65 cm/s) para lograr el doble del caudal de agua normal. Si la temperatura del agua es baja, se puede utilizar una velocidad de retroceso ligeramente menor. El agua ligeramente más caliente retrocede a un mayor caudal. Si el caudal de agua de retrolavado es inferior a 2 veces el caudal normal debido a limitaciones de tamaño de la bomba y la tubería, se deben usar dos lechos de reacción KDF55, cada lecho debe alcanzar 1,5 veces el caudal normal. Por analogía, cuando hay suficientes lechos de reacción de KDF, el retrolavado también se puede completar con un caudal de agua normal. (Se omiten los cálculos) Condiciones de funcionamiento recomendadas (use una válvula de control de retrolavado de ciclo de 3 etapas) Caudal de agua normal (profundidad de lecho de 10 in) 15 gpm/pie cuadrado (57 L/min) Caudal de retrolavado durante 10 minutos: el doble del caudal de agua normal para purificar/lavar durante 3 minutos, expansión del lecho de medio y retrolavado al doble del caudal de agua normal: 10 ~ 15 % sin matriz 20 % de profundidad mínima del lecho (6 pulgadas) 10 pies Rango de pH: Flujo total de sólidos disueltos para agua potable 6,5; ~ 8.5 >:150 ppm (mg/L)/min Temperatura del agua (actual) 350-2120F Larga vida Todos los medios de tratamiento de agua tienen una fecha de vencimiento. La arena de sílice (SiO2) es sin duda el medio filtrante con mayor vida útil, seguida del KDF55. Hay dos situaciones que reducirán la vida útil de los medios manejados por el KDF55, y cada una de ellas llevará mucho tiempo. La primera es que cuando el contenido de cloro residual en el agua es mucho mayor que la cantidad de zinc disuelto, el agua del grifo municipal con una concentración de cloro residual de 0,55 ppm solo producirá 0,25 ppm de zinc a través de KDF55. Después de eliminar 10 ppm de cloro, el contenido de zinc. no excederá el estándar. El segundo es la degradación física del KDF55, como corrosión, fricción o consumo, pero los efectos físicos tienen poco impacto en la vida útil del KDF55. Una estimación conservadora de la vida útil del procesamiento de medios del KDF55 es de 10 años. La base principal es la siguiente: * Después de 6 años de aplicación práctica, el consumo de cloro de KDF 55 es de 1/3 de pie cúbico Calculado a partir de la reducción de cloro, su vida útil puede alcanzar los 25 años. *Se realizaron experimentos acelerados en el laboratorio utilizando agua que contenía 10 ppm de cloro para consumir por completo el medio de cultivo KDF55. La vida útil estimada de KDF puede alcanzar los 26,5 años. * 1/3 de pie cúbico de medio KDF55 se trata con 2 millones de galones de agua del grifo que contiene 0,5 ~ 1,2 ppm de cloro durante dos años y su vida útil se calcula en 23,4 años. *Una familia de cinco personas (50 galones por persona por día) que usa 250 galones de agua del grifo por día con 0,5 ppm de cloro tiene una vida teórica de 24,4 años usando 1/3 de pie cúbico de medio KDF55. El medio KDF55 contaminado se puede limpiar con ácido clorhídrico. Tenga cuidado de utilizar ácido clorhídrico en un área bien ventilada y recuerde evitar fumar y las llamas abiertas, ya que el gas hidrógeno que se produce durante la manipulación es explosivo. Los pasos de limpieza incluyen: disolver ácido clorhídrico concentrado en agua, preparar una solución ácida diluida para que el valor de pH no sea inferior a 2,5, verter la solución ácida diluida en el lecho medio KDF hasta que la solución ácida diluida penetre en el lecho medio y luego Continúe el retrolavado durante unos 20 minutos. Cuando el valor de pH del agua de salida es el mismo que el valor de pH del agua de entrada, se realiza un retrolavado hasta que sale agua limpia. Nuestra empresa recomienda encarecidamente el uso del limpiador KDF55 producido por Quick Brite. Una forma rápida de limpiar el medio KDF55. Limpiador: 1) Drene el agua del purificador de agua 2) Agregue suficiente Quick Brite fuerte para remojar en el medio KDF (1 galón de Quick Brite puede limpiar 1/3 de pie cúbico de KDF 55); minutos 4) Revuelva la solución y el medio; 5) Remoje durante más de 5 minutos; 6) Drene el agente de limpieza en la alcantarilla 7) Lave con agua, enjuague y drene el agua de enjuague en la alcantarilla; Lavar a contracorriente, enjuagar y escurrir con agua dulce, hasta que salga agua clara y el valor de pH alcance el valor instantáneo. El medio estándar consiste en una aleación de cobre y zinc atomizada de alta pureza. Su color es amarillo dorado. El número de malla de partículas (malla estadounidense) es de 10 ~ 100 mallas. El rango de tamaño de partícula es de 2,00 ~ 0,145 mm. La densidad aparente es de 2,4 ~ 2,9 gramos/centímetro cúbico (171 libras/pie cúbico). El medio sin KDF con sabor a 20 NTU se puede utilizar en muchos aspectos del pretratamiento del agua y el tratamiento de aguas residuales. A continuación se muestran algunos ejemplos: los resultados de la investigación nacional y el estudio de viabilidad de Beigong Dalu sobre el sistema de pretratamiento por ósmosis inversa demuestran que (1) el KDF tiene un efecto evidente de eliminación del cloro residual. En condiciones experimentales, el efluente puede cumplir plenamente los requisitos del pretratamiento por ósmosis inversa para el contenido de cloro residual.
Incluso bajo la condición de una velocidad de filtración de 96 m/min, la tasa de eliminación de cloro residual sigue siendo superior al 99 %, y la tasa de eliminación de moho y levadura es aún mayor, además, también tiene el efecto de una esterilización retardada; (2) KDF tiene un fuerte efecto de eliminación de iones de metales pesados. (3) KDF tiene un cierto efecto antical. (1) Eliminación del cloro residual en el agua potable urbana Los medios de tratamiento KDF se utilizan cada vez más para reemplazar o combinar con filtros de carbón activado para eliminar el cloro residual (hasta el 99 %) del agua del grifo urbana. Su principal característica es su larga vida útil. El pretratamiento con medios KDF puede extender la vida útil del carbón activado granular y proteger la capa (lecho) del filtro de carbón activado de la contaminación bacteriana. Al mismo tiempo, el medio KDF puede eliminar metales pesados como el plomo, con una tasa de eliminación de hasta el 98%. La contaminación por metales pesados ha atraído cada vez más la atención de los departamentos de salud. Esta es la tecnología más avanzada en tratamiento de agua. (2) Inhibe la reproducción de bacterias y algas en el agua de refrigeración y reduce la incrustación. El agua de las torres de refrigeración y los intercambiadores de calor enfriados por agua con frecuencia se calienta y se expone al aire, lo que la convierte en un excelente caldo de cultivo para bacterias y algas (por ejemplo, la bacteria Legionella se puede obtener de las torres de refrigeración). El método químico tradicional consiste en controlar el crecimiento de algas y bacterias en la torre de enfriamiento mediante la adición de productos químicos, lo cual es costoso y el costo del tratamiento posterior de las aguas residuales también es alto. Los medios de tratamiento KDF tratan el agua de refrigeración a bajo costo, no utilizan productos químicos nocivos para el medio ambiente y pueden controlar eficazmente el crecimiento de algas y bacterias. Además, el agua tratada con medios KDF reduce la formación de incrustaciones duras. (3) Sistemas de purificación de agua como los medios de tratamiento KDF Los medios KDF pueden controlar la proliferación de bacterias y algas en la capa granular de carbón activado o en el elemento filtrante de carbón activado. Cuando se utiliza carbón activado con medios de tratamiento KDF, se mejora la capacidad del carbón activado para eliminar impurezas orgánicas y cloro residual. Los medios de tratamiento KDF también pueden sustituir al carbón activado impregnado de plata. Debido a que la plata es un metal tóxico, el carbón activado impregnado de plata debe registrarse ante la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Los medios KDF no requieren registro ante la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. como inhibidor de microorganismos tóxicos. El medio de tratamiento KDF realiza la autocirculación a través del sistema de recuperación (reciclaje) de chatarra y el costo es mucho menor que el del carbón activado impregnado con plata. (4) Los medios KDF también pueden proteger eficazmente los costosos intercambiadores de iones del cloro y la contaminación microbiana. Nota: * KDF55 ha obtenido la licencia sanitaria del Ministerio de Salud de China: el país importador es Wei Zi (1998) JS006 * la empresa fabricante es KDF Fluid Handling Co., Ltd. * Patentes estadounidenses 4642192, 512274; El inventor de la patente, Don Heskett, tiene actualmente dos productos principales: KDF55, una aleación de 50% cobre y 50% zinc y KDF85, una aleación de 85% cobre y 15% zinc. Como medio filtrante, KDF tiene muchas ventajas: larga vida útil; la capacidad de filtración se puede restaurar al 100%; puede eliminar el cloro residual en el agua; puede controlar eficazmente el crecimiento de microorganismos; puede prevenir la acumulación de incrustaciones de agua dura; etc.