KDF滤料去除自来水中铅_铬和镉的试验研究

凯得菲(KDF)滤料在水处理中的应用摘要：介绍高纯铜锌合金凯得菲（KDF）的特性，在水处理行业的应用范围及前景关键词：高纯铜锌合金、凯得菲（KDF）、电化反应、重金属、余氯、阻垢、水处理一、凯得菲（KDF）的作用及作用机理凯得菲（KDF）是高纯度的铜/锌合金颗粒，它通过微电化学氧化-还原反应（Redox）进行水处理工作，在与水接触时，合金中的两种金属在亚微观尺度上构成无数小的原电池系统，这种材料在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度，可以清除水中高达99%的氯和水中溶解的铅、汞、镍、铬等金属离子和化合物。

对抑制细菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著。

被用于预处理、主处理与废水处理设备。

凯得菲(KDF)完善或取代现有技术，可大辐度延长了系统寿命，减少了重金属、微生物、污垢，降低了总费用，减化系统维护。

(1) 去除强氧化剂(余氯)凯得菲(KDF)具有强大的还原能力，能去除水中的各种强氧化剂，对余氯特别有效。

凯得菲(KDF)是由铜、锌二种不同的金属组成的，与水接触时，合金中电位正的铜成为阴极，而电位负的锌是阳极，构成原电池。

锌阳极在反应中失去了电子，生成锌离子进入溶液，铜阴极上发生游离氯的还原反应，而不会发生金属铜的溶解，水和余氯成为最后的电子接受者，同时生成氢离子、氢氧根离子和氯离子总反应式如下：Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2++Cl-+H++2OH-水中其他的氧化剂，如臭氧、溴、碘等与凯得菲(KDF)接触后也能发生类似的氧化还原反应。

(2)去除重金属凯得菲(KDF)处理介质可以去除水中的多种重金属离子，如铅、汞、铜、镍、镉、砷、锑、铝和其他许多可溶性重金属离子，它们的去除是通过置换反应和物理和化学吸附反应来完成的。

凯得菲(KDF)去除重金属离子的机理如下：金属离子吸附于凯得菲(KDF)处理介质的表面并与凯得菲(KDF)中的锌发生置换反应，生成的金属或吸附在凯得菲(KDF)表面，或进入凯得菲(KDF)晶格中，从而使有毒重金属污染物结合在凯得菲(KDF)上。

K D F55处理饮用水的试验研究董良飞1,　张廷全2,　张凤娥1,　王利平1,　刘晓娜3(1.常州大学环境与安全工程学院,江苏常州213164;2.江苏蓝天水净化设备有限公司,江苏无锡214214;3.江苏一环集团有限公司,江苏无锡214206) 摘　要:　采用新型合金滤料凯得菲(K D F55)分别在连续通水和静态试验条件下处理饮用水,考察了不同试验条件下的处理效果。

结果表明,在连续通水和静态试验条件下,K D F55对浊度的去除率分别可达到41.1%、76.1%,对C O D M n的去除率分别为13.3%、13.7%,对总硬度的去除率分别为7%、20%;受水力条件和装置结构形式的影响,K D F55在静态条件下对饮用水的处理效果优于连续通水时的。

研究结果可为小型家用净水器的研发及使用提供重要参考。

关键词:　K D F55;　饮用水;　净水器中图分类号:T U991 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2011)05-0054-03E x p e r i m e n t a l S t u d y o nD r i n k i n g Wa t e r T r e a t m e n t b y K D F55D O N GL i a n g-f e i1,　Z H A N GT i n g-q u a n2,　Z H A N GF e n g-e1,　W A N GL i-p i n g1,　L I UX i a o-n a3(1.C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a l a n d S a f e t y E n g i n e e r i n g,C h a n g z h o u U n i v e r s i t y,C h a n g z h o u213164,C h i n a;2.J i a n g s u L a n t i a n W a t e r P u r i f i c a t i o n E q u i p m e n t C o.L t d.,W u x i214214,C h i n a;3.J i a n g s u Y i h u a n G r o u p C o.L t d.,W u x i214206,C h i n a) A b s t r a c t:　K D F55w a s u s e dt o t r e a t d r i n k i n g w a t e r u n d e r t w o t e s t c o n d i t i o n s o f r u n n i n g a n d s t i l lw a t e r,a n d t h e t r e a t m e n t e f f e c t u n d e r t h e d i f f e r e n t t e s t c o n d i t i o n s w a s i n v e s t i g a t e d.T h e r e s u l t s s h o wt h a t u n d e r t h et e s t c o n d i t i o n s o f r u n n i n ga n ds t i l l w a t e r,t h er e m o v a l r a t e so f t u r b i d i t ya r e41.1%a n d76.1%,t h o s e o f C O D M n a r e13.3%a n d13.7%,a n d t h o s e o f t o t a l h a r d n e s s a r e7%a n d20%r e s p e c-t i v e l y.T h e r e m o v a l e f f e c t o f d r i n k i n g w a t e r b y K D F55u n d e r t h e c o n d i t i o n o f s t i l l w a t e r i s b e t t e r t h a n t h a t u n d e r t h e c o n d i t i o n o f r u n n i n g w a t e r,w h i c h i s i n f l u e n c e d b y h y d r a u l i c c o n d i t i o n s a n d d e v i c e s t r u c t u r e.T h e s t u d y r e s u l t s c a n p r o v i d e i m p o r t a n t r e f e r e n c e f o r t h e d e v e l o p m e n t a n d u s e o f h o u s e h o l d w a t e r p u r i f i e r s. K e y w o r d s:　K D F55;　d r i n k i n g w a t e r;　w a t e r p u r i f i e r 由于水源污染日趋严重以及常规给水处理工艺和给水管网存在诸多问题,众多水司和学者希望通过工艺改进来提高自来水厂的水质以达到优质饮用水水质的目的,但这在相当长的一段时间内是很难实现的。

温度对液氯消毒自来水中铅、锌、镉含量的影响及其机理研究【摘要】当今市场上各式各样、各种品牌的水和饮料品种繁多、五花八门，让人们目不暇接，像什么蒸馏水、纯水、纯净水、太空水、活性水、活化水、碱性水、离子水、富氧水、高富氧水、生态水、生命水、冰川水、冰点水、融水、矿泉水矿化水、矿物质水等等，数不胜数，而自来水却逐渐被冷落。

但在很多发达国家，仍然提倡饮用消毒良好的生水。

【关键词】水质分析；液氯消毒；重金属；吸收光度法；电离干扰；元素浓度；健康饮水0 引言近年来，伴随着我国小康建设和科学技术的飞速发展，人们的生活水平不断提高。

在解决了温饱之后，越来越追求生活质量，对日常的饮用水也有了更高的要求，都渴望喝上既安全洁净又对身体有益的“好水”。

1 实验方法原子吸收分光度法。

2 实验原理火焰原子吸收光度法是根据某元素的基态原子对该元素的特征谱线产生选择性吸收来进行测定的分析方法。

将试样喷入火焰，被测元素的化合物在火焰中离解形成原子蒸汽，由锐线光源（空心阴极灯或无极放电灯等）发射的某元素的特征谱线光辐射通过原子蒸汽层时，该元素的基态原子对特征谱线产生选择性吸收。

在一定条件下，特征谱度光强的变化与试样中被测元素的浓度成正比例。

通过对自由基态原子对选用吸收线吸光度的测定，确定试样中该元素的浓度。

根据波尔茨曼定律，在一般火焰温度下（低于3000℃）基态原子数与激发态原子数之比是一个很大的数，而光辐射的被吸收量与自由基态原子的总数成比例，因此，原子吸收光度法具有较高的灵敏度。

每种元素都有自己为数不多的特征吸收谱线。

不同元素的测定采用相应的元素灯，因此，谱线干扰在原子吸收光度法中是少见的。

除了电离电位很低的若干元素外，一般来说，电离干扰可以忽略。

影响原子吸收光度法准确度的主要干扰是基体的化学干扰。

由于试样和标准溶液基体的不一致，试样中存在的某些基体常常影响被测元素的原子化效率，如在火焰中形成难于离解的化合物或使离解生成的原子很快重新形成在该火焰温度下不再离解的化合物，这时就发生干扰作用。

一种新型净水材料—KDF
陆柱
【期刊名称】《上海环境科学》
【年(卷),期】1994(013)009
【摘要】ＫＤＦ是由高纯度铜和锌制成的合金，是一种新型净水材料。

可用于饮用水，工业用水及市政等用水的净化。

它可代替活性炭，或与活性碳过滤器合用，可在政用水中去除９９％的氯，９８％的铅和其他金属及细菌。

文章讨论了ＫＤＦ的净水原理及广阔的应用前景。

【总页数】2页(P38-39)
【作者】陆柱
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.2
【相关文献】
1.KDF净水介质及其在工业水处理中的应用 [J], 张寿恺;邱梅
2.一种新型复合净水剂除油净水效果的试验 [J], 王明宪
3.KDF与粒状活性炭组合在家用净水机中的应用 [J], 关卫平;吴涌
4.KDF净水材料净化饮用水应用研究 [J], 陆在宏;岳宇明
5.新型净水材料在南美白对虾大棚养殖水质调控中的应用试验 [J], 朱迪;田富根;章其江
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“超能芯”介绍净来“超能芯”是净来牌净水机各系列产品核心技术的总称，它包含了现今净来公司掌握的各项先进的水处理技术：KDF、GAC、UF、RO等以及与之相关的各种控制系统。

它是净来公司“家庭饮用水五星净化中心”的核心驱动器，为实现家庭饮用水净化中心的超能化运行，保证整个系统的高标准运作提供动力和保障，它是一个包容性的概念，今后净来掌握的一切先进水处理技术都将丰富超能芯的内涵。

“超能芯”一：KDF铜锌合金滤料一、什么是KDF KDF是一种高纯度的铜锌合金，是美国Don HesKett博士在1984年发明的一种新型的水过滤介质。

其净水原理是利用氧化还原反应，KDF介质与污染物进行电子交换，把许多污染物质变成无害物质。

KDF颗粒在去除水中氯和水溶性重金属方面更有效。

能有效去除水中氯、有机化合物、重金属、防止致癌物质三卤甲烷的产生，产水安全、可直接生饮。

二、KDF的作用及作用机理KDF是高纯度的铜/锌合金颗粒，它通过微电化学氧化-还原反应（Redox）进行水处理工作，在与水接触时，合金中的两种金属在亚微观尺度上构成无数小的原电池系统，这种材料在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度，可以清除水中高达99%的氯和水中溶解的铅、汞、镍、铬等金属离子和化合物。

对抑制细菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著。

被用于预处理、主处理与废水处理设备。

KDF完善或取代现有技术，可大辐度延长了系统寿命，减少了重金属、微生物、污垢，降低了总费用，减化系统维护。

(1) 去除强氧化剂(余氯) KDF具有强大的还原能力，能去除水中的各种强氧化剂，对余氯特别有效。

KDF是由铜、锌二种不同的金属组成的，与水接触时，合金中电位正的铜成为阴极，而电位负的锌是阳极，构成原电池。

锌阳极在反应中失去了电子，生成锌离子进入溶液，铜阴极上发生游离氯的还原反应，而不会发生金属铜的溶解，水和余氯成为最后的电子接受者，同时生成氢离子、氢氧根离子和氯离子总反应式如下： Zn＋HClO＋H2O ＋2e Zn2＋＋Cl－＋H＋＋2OH- 水中其他的氧化剂，如臭氧、溴、碘等与KDF接触后也能发生类似的氧化还原反应。

根据净水工艺单元对铅、镉、砷的去除效果确定原水预警值的研究摘要：对以湘江为水源的某水厂，其各处理工艺单元出水铅、镉、砷进行为期1年（两月一次）的监测研究，发现混凝沉淀单元对铅、镉、砷的去除率分别为99.2%、43.1%和38.2%，砂滤池单元对镉、砷去除率分别为21.5%和15.8%，炭滤池单元对其去除效果不明显，铅、镉、砷总去除率平均值为：99.28%、80.07%、46.55%。

在分析各工艺单元除铅、镉、砷效率的基础上，提出原水铅、镉、砷的预警值，设置水厂原水铅、镉、砷在线设备预警值，在源水受到污染时及时启动源水应急处置措施，以保障水质安全。

关键词：工艺单元；去除率；铅；镉；砷；预警水平随着环境污染问题日趋严峻，工业废水的排放，引起湘江湖南流域部分河段地表水铅、镉、砷等金属指标偶有超标现象。

通过对某水厂工艺单元出水进行取样检测分析，得出各工艺单元对其去除效率，依据CJ/T206-2005《城市供水水质标准》[1]要求供水水质中铅、镉、砷标准限值为10ug/L、3ug/L、10 ug/L，制定预警水平，原水铅、镉、砷在线设备中设置预警值，确保源水污染时能及时起到预警作用，确定水污染以达预警值时及时启动应急处置措施，确保出厂水铅、镉、砷达到标准。

1 试验部分1.1 研究对象及方法本次研究对象为湖南某水厂，该水厂 2013年12月完成提质改造投入运行，以湘江水为水源，设计供水能力为30万m3/d，混凝剂采用聚合氯化铝，投加点在机械搅拌池前，消毒剂量为次氯酸钠，水厂设有四个次钠投加点分别为：机械搅拌池、砂滤池前后，炭滤池与清水池间；常规情况采用炭滤池与清水池之间点次钠投加，进行消毒处理。

絮凝池为折板絮凝池；沉淀池为平流式，砂滤池为Ｖ型滤池。

工艺流程见图1：图1 工艺流程图为研究原水中铅、镉、砷在水厂各工艺单元的去除效果，分别设置进厂原水、沉淀出水、砂滤出水、炭滤出水、出厂水五个采样点，取样进行检测。

水处理KDF滤料的原理和功效KDF是一种可以有效去除水中重金属与酸根离子的高纯度金属，提高水的活化程度，更有利于人体对水的吸收，保护人体健康，促进人体新陈代谢。

就是用这种材料制成了KDF滤芯，下面具体介绍KDF滤料在水处理中的应用。

(1) KDF在水处理中的作用① 去除余氯在某些场合中，如游离的氯，通过这种化学反应可以变成有益的物质，彻底去除水中的氯及三卤甲烷等副产品、硫化氢及其他有害气体，然后通过下一层过滤。

② 去除重金属 KDF滤料可以去除高达99%的无机水溶性重金属，铁、铅、铜、汞等有害重金属经过反应，沉淀在滤料表面，从而有效地从水中去除。

③ 抑制细菌 KDF滤料还可以控制微生物,具有抑菌作用。

由氧化还原反应而产生的电解质环境对某些微生物而言是致命的;反应还产生氢氧基和过氧化氢(H2O2)，它们会降低其他某些微生物的活性。

④ 防止结垢由于它产生特殊的电解质环境抑制了细菌生长，能够减少水垢的生成，如在喷头、浴缸等地方，甚至可以改变水中的钙分子以阻止结垢。

KDF55滤料是对活性炭的理想的补充。

因为活性炭通过表面化学反应而除氯，这将导致细菌的滋生。

(2) KDF滤料的用途家庭净水产品(总水处理设备)和(末端处理设备)、淋浴过滤器、商业用水处理、市政用水处理、反渗透膜或其他更高级的水处理设备的预处理(实验室、医药用水等)、从印刷电路冲洗水中去除铅(美国Intel现在使用)、去除饮水中的汞(美国百事可乐及可口可乐公司现在使用)、从制衣厂“石磨”工序后的水中去除氯(美国Levis现在使用)。

(3) KDF滤料的常用分类KDF滤料分成KDF55和KDF85两种。

KDF55是铜和锌各占50%的金黄色合金颗粒，而KDF85是铜占85%，锌占15%的黑褐色合金颗粒。

KDF55又分成普通型、粗粒型和超细型三种，用于不同颗粒要求场合的各种水处理过程。

KDF85由于铜的含量特别多，可专门用于处理水中二价的铁和硫化氢。

KDF在饮用水上的应用现状及展望作者：陈崧戴德斌田福祯来源：《新材料产业》 2013年第7期近年来，世界范围的环境污染及饮用水的污染对人体健康所带来的影响通过媒体宣传及人们的切身体验，已经逐渐被人们所认识，饮用水的质量已经成为一种社会问题而日益受到关注。

目前，国内很多地方饮用水水源受到不同程度的污染，其中氯气（C l2）和重金属离子污染是饮用水污染中主要的污染物。

C l2是现阶段饮用水中最常用的消毒剂，可以有效控制细菌，但是因加C l2而产生的卤代物会对人体有致癌作用,许多欧美国家已经对饮用水中的余氯含量进行了严格规定；同样，饮用水中的重金属离子如砷（A s）、锑（S b）、铅（P b）会对人体的皮肤、血液、肝脏和小孩的智力发育产生很强的副作用，甚至有致癌的风险。

进而，人们希望有一种能去毒除害、保留有益、恢复水的自然品质等健康的饮用水。

因此，在国内外许多家庭直饮水机的净化滤料的组成中，都离不开铜-锌（Cu-Zn）合金KDF滤料。

作为一种去除水中余氯、重金属、抑制细菌及藻类繁殖的高效滤材，K D F越来越引起人们的注意。

一、KDF 简介KDF（凯得菲，以下简称“K D F”）是一种新型、多功能和可再生的C u - Z n合金水处理材料,由美国Don Heskett教授于1984年发明,并通过了美国国家卫生基金会(NSF)和水质协会(WQ A )等机构的认证。

作为饮用水装置的填料，与传统滤料相比, K D F具有使用寿命长、维护方便、经反复冲洗后可以100%恢复过滤能力等优点,能有效减少或去除水中的C l和重金属，并控制微生物的生长[1，2]。

近几年，KDF的发展取得了很大的进步，尤其美国对KDF滤料的研发取得了令人瞩目的成就。

尽管我国在1995年就引进了K D F技术[3]，但国内对它研究和应用才刚刚起步。

由于我国的饮用水污染严重，因此KDF滤料的研发和应用有很大的发展前景。

二、KDF 净水的原理及优势目前，用于饮水机上的滤料K D F是由高纯度的C u和Z n按照一定的比例组合而成，主要有KDF55和KDF85两种[2]。

家庭饮用水中重金属的检测与判定研究随着人们生活水平的提高，对饮用水的质量要求日益提高。

不少家庭都会购买水龙头下面的过滤器对水进行处理，但是过滤器只能去除水中的杂质、色素等物质，对于家庭饮用水中的重金属来说，过滤器却不起作用。

镉、铬、铅、汞等重金属对人体健康的危害已经得到广泛的认识。

因此，对家庭饮用水中重金属的检测与判定研究是非常有必要的。

一、检测方法目前，常见的家庭饮用水中重金属检测方法有原子吸收光谱法、感应耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体质谱法等。

这些方法常用于科研单位、环保部门等专业机构，检测费用昂贵，需要耗费大量时间和人力物力。

对于一般家庭来说，选用贴近实际、简单易行的检测方法是更加实际的选择。

一些商家或者个人的检测仪器（例如热原子吸收光谱仪）可以在家中进行重金属检测。

此外，各地的环保部门或者市场监管局也会定期开展免费的水质检测活动，家庭可以通过参加这些活动了解到自己家中饮用水的质量。

二、判定标准饮用水中重金属含量的判定标准是十分重要的。

根据《中华人民共和国饮用水卫生标准》，影响人体健康严重的重金属种类及其限制指标如下：重金属名称限制指标μg/L铜(Cu) 2.0铅(Pb) 0.01锌(Zn) 15.0铵(NH4) 1.0镉(Cd) 0.005铬总量(Cr) 0.05砷总量(As) 0.05汞(Hg) 0.001镍(Ni) 0.02若通过检测发现饮用水中某一种或多种重金属超过了上述指标，则说明该水不适宜饮用，应该尽快进行处理或更换水源。

但是需要特别注意的是，同样一种重金属在不同的媒介中（例如地下水、饮用水、生活用水）的限制指标是不一样的，因此在判定饮用水中重金属含量是否合格时需要遵循相应的国家标准。

三、危害家庭饮用水中重金属超标对人体健康的危害可不容小觑。

例如，镉超标进入人体后可累积在肝、肾、脾、骨等组织中，引起慢性肾病、多发性骨髓瘤、癌症等疾病。

铅超标可影响儿童身体脑功能的发育，引起贫血、神经衰弱等症状。