KDF on vase-tsingi sulam. See ei ole keemiline töötlusvahend ega poorne materjal nagu aktiivsüsi, vaid pigem granuleeritud metallisulam.
Seda toodetakse sulatamise ja granuleerimise teel: esmalt sulatatakse vask ja tsink kokku, et moodustada sulam, millest valmistatakse seejärel graanulid. Kuldsed graanulid, mida näeme filtrikassettide sees, on KDF.
Vees tekitab KDF galvaanilise reaktsiooni kloori ja raskmetallide eemaldamiseks. Siiski tuleb selgeks teha kaks punkti: selle tõhusus sõltub mitmest tegurist ja see on suhteliselt kallis. Need kaks kaalutlust tähendavad, et see ei ole iga rakenduse jaoks esimene valik.
Klasside ja koostise osas liigitatakse KDF erinevatesse klassidesse vastavalt selle vase ja tsingi suhtele. Näiteks KDF85 koosneb 85% vasest ja 15% tsingist. Erinevad suhted annavad materjalile erinevad omadused ja sobivad erinevateks rakendusteks.
2. Kuidas KDF-i tehakse?
Põhiline tootmisprotsess on lihtne ja koosneb kahest põhietapist:
1. samm: sulatamine
Puhas vask ja puhas tsink sulatatakse kokku, moodustades vase-tsingi sulami.
2. etapp: granuleerimine
Sula sulamit töödeldakse seejärel granuleerimismeetodil, et saada vase-tsingi sulami graanulid, mida näeme valmismaterjalis.
Teisisõnu, KDF-i kvaliteet sõltub algusest peale kahest asjast: kas kasutatakse puhast vaske ja tsinki ning kas nende proportsioonid on täpselt kontrollitud. Suhe määrab hinde ja lõpuks selle, mida materjal suudab.
3. Kuidas KDF töötab: "Galvanic Cell" vees
See on KDF-i kõige olulisem aspekt ja ka see, mis kõige sagedamini kõlab müstilisemalt, kui see tegelikult on. Tegelikult töötab see samal põhimõttel nagu keskkooli füüsikas õpetatavad galvaanilised elemendid.
Protsessi saab jagada järgmisteks etappideks:
Moodustuvad kaks elektroodi. Vask ja tsink võivad tekitada vees galvaanilise reaktsiooni. Selle protsessi käigus moodustuvad kaks elektroodi, täpselt nagu aku puhul: vaskelektrood ja tsinkelektrood, mis toimivad katoodina ja anoodina.
Tsink kaotab anoodil elektronid. Tsink lahustub järk-järgult: metalliline tsink, mille oksüdatsiooniaste on null, muutub tsingioonideks laenguga +2 (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻), vabastades protsessi käigus elektrone.
Elektronid voolavad vaskelektroodi poole. Vabanenud elektronid liiguvad vaskelektroodile, tekitades elektrivoolu.
Vabad elektronid tekivad pidevalt. Kuni reaktsioon jätkub, toodetakse pidevalt vabu elektrone.
Vabad elektronid eemaldavad tugevalt oksüdeerivad ained. Need vabad elektronid võivad eemaldada veest tugevalt oksüdeerivaid aineid, näiteks kloori jääkaineid. Jääkkloor redutseeritakse ja eemaldatakse seeläbi veest.
Raskmetallid redutseeritakse ja sadestuvad vaskelektroodile. Teatud vees leiduvad raskmetallide ioonid omandavad vaskelektroodil elektrone, redutseeritakse ja moodustavad sadestusi, eemaldades seeläbi veest. See protsess on eriti väljendunud, kui vee elektrijuhtivus on teatud tasemel.
Tuleb rõhutada ühte võtmetingimust: nii KDF-i eemaldatavate raskmetallide hulk kui ka selle eemaldamise efektiivsus on otseselt seotud algkontsentratsiooni ja veevoolu kiirusega. Teisisõnu, et KDF töötaks tõhusalt, peab algkontsentratsioon olema madalam ja voolukiirus aeglasem. Mida põhjalikumalt vesi filtrikeskkonnaga kokku puutub, seda täielikumalt saab reaktsioon kulgeda.
4. KDF-i jõudlust mõjutavad tegurid
Faktoriefekt
Veejuhtivus Galvaaniline reaktsioon nõuab teatud elektrijuhtivuse taset. Kui juhtivus on ebapiisav, ei saa reaktsioon tõhusalt kulgeda.
Algkontsentratsioon Mida madalam on algkontsentratsioon, seda kergemini saab eemaldada.
Vee voolukiirus Aeglasem voolukiirus võimaldab pikemat kokkupuuteaega ja põhjalikumat eemaldamist. Kui vool on liiga kiire, ei jää reaktsiooniks piisavalt aega.
Filterkandjate kogus Suurem kogus filtermaterjali suurendab töötlemisvõimsust ja võimet säilitada jõudlust.
Nagu tabel näitab, ei ole KDF filter, mis "töötab pärast installimist automaatselt". Selle jõudlus sõltub suuresti töötingimustest. See on ka põhjus, miks selle tõhusus on tegelike toodete lõikes märkimisväärselt erinev.
5. KDF-i kulutõhusus: tootja vaatenurk
Meie kui tootja seisukohast on meie hinnang KDF-ile õiglaselt mõõdetud.
Ühest küljest on selle maksumus tõeliselt kõrge.
See kasutab toorainena puhast vaske ja puhast tsinki ning nõuab mitmeid töötlemisetappe, sealhulgas sulatamist ja granuleerimist. Ei materjalid ega tootmisprotsessid pole odavad, mis aitab otseselt kaasa selle suhteliselt kõrgele hinnale.
Teisest küljest on selle tegelik jõudlus ebakindel.
Nagu varem mainitud, sõltub KDF-i võime eemaldada kloori ja raskmetalle sellistest teguritest nagu veejuhtivus, algkontsentratsioon, voolukiirus ja kasutatud kandja kogus. Ideaalsest ebasoodsamas olukorras ei pruugi see soovitud jõudlust pakkuda, kuigi kulu on juba kantud.
Seetõttu ei pea me KDF-i üldiselt tootja seisukohast eriti kuluefektiivseks.
Ausalt öeldes on KDF-il ka eeliseid, mida on raske asendada: see suudab eemaldada nii kloori kui ka raskmetallide eemaldamist ning see on suhteliselt vastupidav kõrgetele temperatuuridele. Seetõttu on sellel teatud konkreetsetes rakendustes endiselt väärtus. Materjalide valimisel ja nende proportsioonide määramisel tootes peame aga selgeks tegema, kas KDF-ile kulutatud raha annab ka tegelikult vastava jõudluse.
6. Kokkuvõte
KDF on vase-tsingi sulam, mis on toodetud sulatamise ja granuleerimise teel ning mida kasutatakse granuleeritud metallisulami filterkeskkonnana.
Vase ja tsingi suhte järgi liigitatakse see erinevatesse klassidesse. Näiteks KDF85 = 85% vaske + 15% tsinki.
Vees töötab KDF galvaanilise reaktsiooni kaudu: tsink toimib anoodina, kaotades elektrone ja muutudes tsingioonideks laenguga +2. Elektronid voolavad vaskelektroodile, tekitades voolu. Saadud vabad elektronid eemaldavad tugevalt oksüdeerivad ained, nagu jääkkloor, samal ajal kui raskmetallide ioonid redutseeritakse ja sadestuvad vaskelektroodile.
Selle tõhusus sõltub mitmest tegurist, sealhulgas vee juhtivusest, algkontsentratsioonist, voolukiirusest ja kasutatud keskkonna kogusest. Madalam algkontsentratsioon ja aeglasem voolukiirus võimaldavad sellel tõhusamalt töötada.
Kuna toorained ja töötlemine on kallid, samas kui jõudlust piiravad töötingimused, ei ole KDF tootja seisukohast eriti kuluefektiivne.
