KDF yra vario ir cinko lydinys. Tai nėra nei cheminis apdorojimas, nei akyta medžiaga, tokia kaip aktyvuota anglis, o granuliuotas metalų lydinys.
Jis gaminamas lydant ir granuliuojant: varis ir cinkas pirmiausia išlydomi kartu, kad susidarytų lydinys, iš kurio vėliau susidaro granulės. Auksinės granulės, kurias matome filtrų kasečių viduje, yra KDF.
Vandenyje KDF generuoja galvaninę reakciją, kad pašalintų likusį chlorą ir sunkiuosius metalus. Tačiau reikia paaiškinti du dalykus: jo veiksmingumas priklauso nuo kelių veiksnių ir yra gana brangus. Šie du aspektai reiškia, kad tai nėra pirmasis pasirinkimas kiekvienai programai.
Pagal rūšis ir sudėtį KDF skirstomas į skirtingas rūšis pagal vario ir cinko santykį. Pavyzdžiui, KDF85 sudaro 85% vario ir 15% cinko. Skirtingi santykiai suteikia medžiagai skirtingas savybes ir leidžia ją pritaikyti įvairioms reikmėms.
2. Kaip gaminamas KDF?
Pagrindinis gamybos procesas yra nesudėtingas ir susideda iš dviejų pagrindinių etapų:
1 žingsnis: Lydymas
Grynas varis ir grynas cinkas lydomi kartu, kad susidarytų vario ir cinko lydinys.
2 žingsnis: granuliavimas
Tada išlydytas lydinys apdorojamas granuliavimo metodu, kad gautų vario ir cinko lydinio granules, kurias matome gatavoje medžiagoje.
Kitaip tariant, KDF kokybė nuo pat pradžių priklauso nuo dviejų dalykų: ar naudojamas grynas varis ir cinkas ir ar tiksliai kontroliuojamos jų proporcijos. Santykis lemia klasę ir galiausiai tai, ką gali padaryti medžiaga.
3. Kaip veikia KDF: „Galvaninė ląstelė“ vandenyje
Tai yra svarbiausias KDF aspektas, taip pat tas, kuris dažniausiai skamba paslaptingiau, nei yra iš tikrųjų. Tiesą sakant, jis veikia tuo pačiu principu kaip ir galvaniniai elementai, mokomi vidurinės mokyklos fizikos.
Procesą galima suskirstyti į šiuos etapus:
Susidaro du elektrodai. Varis ir cinkas gali sukelti galvaninę reakciją vandenyje. Šio proceso metu, kaip ir baterijoje, susidaro du elektrodai: varinis elektrodas ir cinko elektrodas, kurie tarnauja kaip katodas ir anodas.
Cinkas praranda elektronus prie anodo. Cinkas palaipsniui ištirpsta: metalinis cinkas, kurio oksidacijos laipsnis lygus nuliui, tampa cinko jonais, kurių krūvis yra +2 (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻), o procese išskiria elektronus.
Elektronai teka link vario elektrodo. Išsiskyrę elektronai pereina prie vario elektrodo, gamindami elektros srovę.
Laisvieji elektronai generuojami nuolat. Kol reakcija tęsiasi, nuolat gaminasi laisvieji elektronai.
Laisvieji elektronai pašalina stipriai oksiduojančias medžiagas. Šie laisvieji elektronai gali pašalinti stipriai oksiduojančias vandenyje medžiagas, tokias kaip likutinis chloras. Likęs chloras sumažinamas ir pašalinamas iš vandens.
Sunkieji metalai redukuojami ir nusėda ant vario elektrodo. Tam tikri sunkiųjų metalų jonai vandenyje įgyja elektronus prie vario elektrodo, redukuojasi ir sudaro nuosėdas, taip pašalindami iš vandens. Šis procesas ypač ryškus, kai vanduo turi tam tikrą elektros laidumo lygį.
Reikia pabrėžti vieną esminę sąlygą: tiek KDF pašalinamas sunkiųjų metalų kiekis, tiek jo pašalinimo efektyvumas yra tiesiogiai susiję su pradine koncentracija ir vandens tėkmės greičiu. Kitaip tariant, kad KDF veiktų efektyviai, pradinė koncentracija turi būti mažesnė, o srautas – lėtesnis. Kuo kruopščiau vanduo liečiasi su filtravimo medžiaga, tuo išsamesnė reakcija gali vykti.
4. KDF veiklą įtakojantys veiksniai
Faktoriaus efektas
Vandens laidumas Galvaninei reakcijai reikalingas tam tikras elektros laidumo lygis. Jei laidumas yra nepakankamas, reakcija negali vykti efektyviai.
Pradinė koncentracija Kuo mažesnė pradinė koncentracija, tuo lengviau pašalinama.
Vandens srautas Lėtesnis srautas užtikrina ilgesnį kontakto laiką ir kruopštesnį pašalinimą. Jei srautas per greitas, reakcijai neužtenka laiko.
Filtravimo medžiagos kiekis Didesnis filtravimo medžiagos kiekis padidina apdorojimo pajėgumą ir gebėjimą išlaikyti efektyvumą.
Kaip parodyta lentelėje, KDF nėra filtravimo terpė, kuri „įdiegus veikia automatiškai“. Jo našumas labai priklauso nuo eksploatavimo sąlygų. Dėl šios priežasties jo veiksmingumas labai skiriasi skirtinguose gaminiuose.
Mūsų, kaip gamintojo, požiūriu, mūsų KDF įvertinimas yra gana pagrįstas.
Viena vertus, jo kaina yra tikrai didelė.
Jame kaip žaliavos naudojamas grynas varis ir grynas cinkas, todėl reikia kelių apdorojimo etapų, įskaitant lydymą ir granuliavimą. Nei medžiagos, nei gamybos procesai nėra nebrangūs, o tai tiesiogiai prisideda prie gana didelės kainos.
Kita vertus, jo veikimas realiame pasaulyje yra neaiškus.
Kaip aptarta anksčiau, KDF gebėjimas pašalinti chlorą ir sunkiuosius metalus priklauso nuo tokių veiksnių kaip vandens laidumas, pradinė koncentracija, srauto greitis ir naudojamos terpės kiekis. Esant blogesnėms nei idealioms sąlygoms, gali nepavykti pasiekti laukiamo našumo, net jei išlaidos jau buvo patirtos.
Todėl apskritai nemanome, kad KDF yra ypač ekonomiškas gamintojo požiūriu.
Tiesą sakant, KDF taip pat turi privalumų, kuriuos sunku pakeisti: jis gali pašalinti tiek chlorą, tiek sunkiuosius metalus, be to, jis yra gana atsparus aukštai temperatūrai. Todėl jis vis dar turi vertę tam tikrose konkrečiose programose. Tačiau renkantis medžiagas ir nustatant jų proporcijas gaminyje, turime aiškiai suprasti, ar KDF išleisti pinigai iš tikrųjų užtikrins atitinkamą našumo lygį.
6. Santrauka
KDF yra vario ir cinko lydinys, gaminamas lydant ir granuliuojant ir naudojamas kaip granuliuota metalo lydinio filtravimo terpė.
Jis skirstomas į skirtingas klases pagal vario ir cinko santykį. Pavyzdžiui, KDF85 = 85% vario + 15% cinko.
Vandenyje KDF veikia galvaninės reakcijos būdu: cinkas veikia kaip anodas, prarasdamas elektronus ir virsdamas cinko jonais, kurių krūvis yra +2. Elektronai teka į varinį elektrodą, gamindami srovę. Susidarę laisvieji elektronai pašalina stipriai oksiduojančias medžiagas, tokias kaip likutinis chloras, o sunkiųjų metalų jonai redukuojami ir nusėda ant vario elektrodo.
Jo efektyvumas priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant vandens laidumą, pradinę koncentraciją, srautą ir naudojamų terpių kiekį. Mažesnė pradinė koncentracija ir lėtesnis srautas leidžia jam veikti efektyviau.
Kadangi žaliavos ir perdirbimas yra brangūs, o našumą riboja eksploatavimo sąlygos, KDF nėra ypač ekonomiškas gamintojo požiūriu.
