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软化水系统由立升公司独家研发的处理工艺,工艺为无钠离子树脂与超滤膜结合,可将水中的硬度降至10以下,滤后的水相当于一级反渗透过滤后的效果,水中的矿物质几乎为零,主要用于锅炉补水、防垢用水、纯水生产等领域,滤后的水不能人畜饮用。
什么是软水
不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水(soft water)。软水不易与肥皂产生浮渣,而硬水相反。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为 1.0~50 毫克/升后得到的软化水。虽然煮沸就可以将暂时硬水变为软水,但在工业上若采用此法来处理大量用水,则是极不经济的。
在日常生活中,我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成,这是因为在我们取用的水中含有不少无机盐类物质,如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现,一旦它们加温煮沸,便有不少钙、镁盐以碳酸盐形式沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水,高于17度的称为硬水,介于8~17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水,泉水、深井水、海水都是硬水。
有些钙、镁离子含量很高的水却不见有水垢生成,这是因为这些钙、镁离子以氯化盐形式存在,它们是可溶的,所以在加热时并不能沉淀出来。
水的硬度对日常生活影响是很大的。如水的硬度大时洗衣服不起泡;旅居异地因饮水的硬度不适应可出现水土不服的症状;壶内结水垢会使壶的导热性下降;工业锅炉的水垢可引起爆炸事故。所以,生活和工业用水均应适当控制水的硬度。一般来说,软水多用于生活中,洗澡、洗衣服等。不用于饮用,所含矿物质过少。
作用
软水可将肌肤细胞内的污物彻底清除,延缓皮肤衰老,使清洗后的皮肤无紧绷感,光泽细腻。由于软水中含有丰富的有机矿物质,具有较强的去污力,只需少量的卸妆膏,就可取得100%的卸妆效果,因此软水是爱美人士的必需品。软水用于经常性的沐浴,可帮您解除皮肤干燥、皮癣、皮屑苦恼,恢复正常的弹性皮肤。皮肤炎症,是由于肥皂、洗涤剂、摩擦、木材、皮革、*性佐料细菌、干燥空气等作用下产生的,发生湿疹或手足裂纹时,若常用软水清洗,就可驱除湿疹,愈合裂纹,还您柔软、富有光泽的手、足。
软水还可以有效抑制真菌。发生皮外伤、冻伤、烧伤之类意外时,先用软水洗净患处后,并以软水浸湿脱脂棉、纱布、毛巾等,轻擦患部,可快速愈合伤口,并且使烧伤引起的浮肿马上消失,这是由于软水具有促进细胞组织再生的作用。经常使用软水洗头可使发丝轻柔、飘逸,去屑止痒,不枯不涩,发型自然光泽。
家居使用软水的益处 :
厨房:餐具、瓷器光洁如新,绝无水渍痕迹;减少使用洗涤用品53%,大大利于环保,厨房清洁时间减少50%。
卫生:马桶、水槽、浴缸不再发黄生垢,产生异味,淋浴喷头的小孔不再有白色水垢,水流畅通无阻。
洗衣:衣物柔软、洁净、色泽如新,衣物纤维增加33%洗涤次数,减少洗衣粉55%使用量,减少洗衣机等用水设备由于使用硬水而导致的维修问题。
设备:壁挂炉或热水器的维修次数大大减少,热水器寿命延长一倍以上,热水器煤气及用电费用减少29%~32%,家庭内墙中安装的水管不结垢、不阻塞。
鉴别
鉴别硬水和软水的方法:
方法1:分别用两只烧杯取等量水样。向两只烧杯中分别滴加等量肥皂水。泡沫多、浮渣少的为软水。反之,泡沫少、浮渣多的为硬水。
方法2:还可以用烧杯加热,在杯壁留下较多水垢的是硬水。因为硬水是含有较多的可溶性钙,镁物质的水,加热后,这些可溶性的钙镁物质转化成不可溶性的物质,沉淀杂质多的是硬水,杂质越多,水的硬度越大。
方法3:取一干净、干燥的玻璃片。分别在不同的位置滴等量水样。待其完全蒸发后,白色残留物多的为硬水,反之为软水。
除重金属系统由立升公司研制的SDF(KDF)、椰壳活性碳、超滤膜互相结合,SDF为铜芯合金,除重金属系统主要氧化水中的铅、汞、砷、氯化物、等部分水中对人体有害的物质,只针对于部分城市自来水、地下水使用,此系统的产水量必须核定SDF重量,如果1小时处理1吨重金属超标的水源,那么必须用2公斤以上的SDF来氧化才可,活性碳可延续SDF的寿命,也可滤除水中部分重金属,超滤膜利用在SDF及活性碳滤后的水处理,因为SDF与活性碳不能过滤细菌,还会掉碳渣及掉铜片,超滤膜可彻底的解决此内问题,重金属超标地通过此套系统滤后的水甘甜爽口可直接饮用。
注:目前国内很多知名厂家采用此技术在市场做宣传,但目前国内的铜芯颗粒还不能氧化
水中重金属,反而会导致水质铜、锌、等有害物质超标。
SDF(KDF)滤料在水处理中的应用
摘要:介绍高纯铜锌合金SDF(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、SDF(KDF)、电化反应、重金属、余氯、阻垢、水处理
SDF(KDF)的作用及作用机理
SDF(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。SDF(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)
SDF(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。SDF(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SDF(KDF)接触后也能发生类似的氧化还原反应。
(2)去除重金属
SDF(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。SDF(KDF)去除重金属离袜腊子的机理如下:金属离子吸附于SDF(KDF)处理介质的表面并与SDF(KDF)中的锌发生置换反应,生成的金属或吸附在SDF(KDF)表面,或进入SDF(KDF)晶格中,从而使有毒重金属污染物结合在SDF(KDF)上。例如,水中溶解的铅离子还原成不溶性的铅原子,并吸附于SDF(KDF)介质的表面,汞离子与SDF(KDF)也发生类似的反应,X射线衍射研究发现汞的去除是形成了铜-汞合金。SDF(KDF)处理重金属离子的化学反应式如下:
Zn/Cu/Zn+Pb2+ →Zn/Cu/Pb+Zn2+
Zn/Cu/Zn+Hg2+→Zn/Cu/Hg+Zn2+
金属离子在水的PH升高时水解形成金属氢氧化物沉淀,也能去除金属离子。
(3)去除硫化氢
在应用膜法进行水处理时,如源好腔果选用地下水作水源,水中可能存在硫化氢,硫化氢如被氧化成硫磺就会污染滤膜表面,SDF(KDF)过滤介质有去除硫化氢的功能,生成的硫化铜不溶于水,可在SDF(KDF)介质反冲洗时去除,化学反应式如下:
Cu/Zn + H2S → Cu/Zn + CuS + H2
2H2 +02 →2H20
(4)减少悬浮固体
SDF(KDF)处理介质的颗粒平均尺寸大约为60目,最小的颗粒约110目,也能起到物理过滤去除悬浮物质的作用,通常SDF(KDF)过滤介质能够有效地去除直径小于至50μm的颗粒。
由钢铁材料制成的输水管件腐蚀时,铁氧化形成FeO胶体,FeO与SDF(KDF)接触,也可以发生氧化还原反应,FeO最终形成Fe2O3固体沉淀在SDF(KDF)表面,可用反冲洗方法将它们去除,化学反应式如下:
Zn + FeO = ZnO + Fe
2Fe + 3O2=2Fe2O3
(5)减雹衫少矿物质结垢
SDF(KDF)处理介质对碳酸钙垢的作用有两上方面。
①一方面,根据PH、二氧化碳浓度和碳酸钙溶解度之间的关系,当二氧化碳从溶液中除去时,PH值升高,因而使碳酸钙的溶解度降低。SDF(KDF)通过电化学反应也使水的PH值升高,降低碳酸钙的溶解度,结果使碳酸钙垢容易析出。
②另一方面,由于SDF(KDF)处理介质中锌离子的溶出,水中的锌离子含量有所增加,水中锌离子的存在能改变垢的晶体生长机理,使水中的碳酸钙垢以文石的结晶形态产生沉淀,在容器的器壁上形成软垢,而不是结晶为方解石型的硬垢。曾有人研究过水中杂质存在对方解石结晶生长的影响,研究发现,即使锌离子的浓度很低时,也能阻止方解石结晶的形成。
通过试验可以进一步证明,SDF(KDF)处理介质防止矿物硬垢的形成和积累,主要是阻止方解石形态碳酸钙的结晶。采用扫描电子显微镜和X射线衍射进行结晶学研究证明,未经SDF(KDF)处理的水中产生的硬垢是一些相对大的、具有规则形态的针状钙盐和镁盐的结晶,这些盐类质地坚硬、溶解度低、具有网状结构,是玻璃石灰石垢,经过SDF(KDF)处理介质的水中结成的垢,从根本上改变了碳酸钙(镁)结晶的形态,垢形相对变小,外观平坦呈圆形、颗粒形和棒形,都是由不坚硬的粉状成分组成的,这些成分不会粘附于金属、塑料或陶瓷的表面,很容易用物理过滤方法将它们除去。
(6)抑制微生物繁殖
SDF(KDF)处理介质不是通过一种机理、而是几种机理控制微生物的生长繁殖,通过每一种的单独作用或协同作用来达到抑制微生物的作用。主要机理包括:氧化还原电位的变化,氢氧根离子和过氧化氢的形成,介质中锌的溶出等。在一般情况下,SDF(KDF)处理介质作为反渗透膜的预处理手段时,能够抑制细菌、藻类等微生物的繁殖,从而防止了微生物对膜的破坏。
①氧化还原电位的变化
水通过SDF(KDF)处理介质时,其氧化还原电位从+200mV变化到-500mV,在一般情况下,各种类型的微生物只能在特定的氧化还原电位下生长,电位的大幅度变化,能破坏细菌的细胞,从而控制了微生物的生长。但是,水的氧化还原电位变化很小,用SDF(KDF)控制细菌,必须使细菌与SDF(KDF)直接接触,SDF(KDF)对细菌的抑*用主要发生于SDF(KDF)与水接触面上,所以仅靠氧化还原电位的变化并不能完全控制微生物。
②氢氧根离子和过氧化氢
在SDF(KDF)将二价铁氧化到三价铁的过程中会产生氢氧根离子和过氧化氢,这就可以抑制那些在低氧化电位时尚能存活,但对氢离子和过氧化氢敏感的微生物,但是氢氧根离子和过氧化氢的寿命短,只是在过滤过程中具有高的反应活性,对微生物的抑制效果比较明显,在流出水中的残余效应比较小。
③锌离子对微生物的控制
SDF(KDF)处理介质中释放出来的锌对微生物有明显的控*用,锌能阻止酶的合成,从而影响有机体的正常生长,达到抑制微生物繁殖的目的.另外,SDF(KDF)介质通过阻止叶绿素合成而控制藻类生长,锌离子的存在从本质上降低了有机体从光合作用生产食物的能力,这将显著影响细菌的生长。
注:目前中国大陆地区自来水水质中含量的重金属是已经达标了的,该净水系统主要针对于一些地方的地下水、湖水等!
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