健康水处理

2.1 KDF55及活性炭净水机的产品特点
1)双重保障：采用全进口高纯度KDF55处理系统和食品级世界优质椰壳活性炭滤芯。
2)采用国际最新高科技过滤材料KDF55组成水处理核心装置，使过滤得水质清洁、健康。
3)采用活性炭吸附法，后置高级活性炭有效吸附水中余氯，效能可达95％以上。
4)高效去除自来水中的颗粒杂质、泥沙、浑浊物、悬浮物、余氯、氯胺、重金属、农药、杀虫剂、除草剂等杂质、有害化学物质及有机污染物，杜绝供水管网二次污染所带来的潜伏危害。
5)全自动维护功能，可自由设定反冲洗方案，既方便使用，又有助于节水节电。
6)机体部分均采用食品级的容器和部件，既保证了产品的出水量和水压的稳定，也符合家庭用水的环保需求。

2.2 KDF55的作用及作用机理
KDF55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、铬等重金属离子和化合物，对抑制细菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著，被应用于预处理、深度处理与废水处理设备。KDF55完善或取代现有技术，可大幅度延长系统寿命，减少重金属、微生物、污垢，降低总费用，减化系统维护。
1)去除强氧化剂(余氯)
KDF55具有强大的还原能力，能去除水中的各种强氧化剂，尤其对余氯特别有效。KDF55是由铜、锌二种不同的金属组成的，与水接触时，合金中正电位的铜成为阴极，而负电位的锌是阳极，构成原电池。锌在阳极反应中失去了电子，生成锌离子进入溶液，铜在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：

水中其他的氧化剂，如臭氧、溴、碘等与KDF55接触后也能发生类似的氧化还原反应。

2)去除可溶性重金属
KDF55处理介质可以去除水中的多种可溶性重金属离子，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、物理和化学吸附反应来完成的。KDF55去除重金属离子的机理如下：金属离子吸附于KDF55处理介质的表面并与 KDF55中的锌发生置换反应，生成的金属或吸附在KDF55表面，或进入KDF55晶格中，从而使有毒重金属污染物结合在KDF55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KDF55介质的表面，汞离子与KDF55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。KDF55处理重金属离子的化学反应式如下：

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，KDF55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KDF55介质反冲洗时去除，化学反应式如下：

4)减少悬浮固体
KDF55处理介质的颗粒平均尺寸大约为60目，最小的颗粒约110目，也能起到物理机械过滤去除悬浮物质的作用，通常KDF55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，铁氧化形成胶体，与KDF55接触，也可以发生氧化还原反应，最终形成固体沉淀在KDF表面，可用反冲洗方法将它们去除，化学反应式如下：

5)软化矿物质结垢
KDF55处理介质对碳酸钙垢的作用有以下两方面：
a)根据pH值、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。KDF55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。
b)由于KDF55处理介质中锌离子的溶出，水中的锌离子含量有所增加，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，KDF55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KDF55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KDF55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
KDF55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，KDF55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。

a)氧化还原电位的变化
水通过KDF55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KDF55控制细菌，必须使细菌与KDF55直接接触，KDF55对细菌的抑制作用主要发生于KDF55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。

b)氢氧根离子和过氧化氢
在KDF55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。

c)锌离子对微生物的控制
KDF55处理介质中释放出来的锌对微生物有明显的控制作用，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，KDF55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。

2.3活性炭作用机理
颗粒活性炭（GAC）对51项水质有机物指标是最有效的技术，活性碳过滤器可消除余氯，并同时吸附水中一部分的氨、胶体硅、有机物和细菌及“三致”物质，改善口感。工作原理主要是利用活性碳的吸附机理，活性碳表面和内部布满了微孔，微孔直径平均2-5nm，当杂质的分子直径接近活性碳微孔直径时，就很容易被吸附，这还可借助巨大比表面积吸附作用及机械过滤作用，除去水中多种杂质。吸附作用的机理是水、溶质和固体颗粒三者相互作用，引起吸附的主要原因在于溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力；另一原因主要由溶质与吸附剂之间的静电力、范德华引力或化学键力所引起。活性碳过滤器可通过活性碳的吸附作用去除水中的有机物、胶体、余氯等，活性碳过滤装置利用控制阀，按照设计好的程序全自动进行对过滤器运行、正洗、反洗等状态的控制。

2.4中央净水机的运行原理
通过GE全自动板块式多路阀的多通路切换来实现运行、反冲洗过程。
A．净水运行过程：
自来水→多路阀进水口→ KDF55反应器→椰壳颗粒活性炭→下布水器→中心管→多路阀出水口→用水点
在这个过程中，自来水首先经过KDF55滤料，去除了水中的杂质悬浮物以及绝大部分的余氯和可溶性重金属、硫化氢等，并抑制细菌的生长，后进入椰壳活性炭。椰壳活性炭进一步对水中的微小有机物、余氯、重金属等进行吸附及过滤，并对水质进行脱色、除臭以改善水质口感。
B．反冲洗过程：
市政自来水→多路阀进水口→中心管→下布水器→椰壳颗粒活性炭→KDF55→多路阀排废口→排水管
经过一段时间的净水运行过程，杂质和胶体会覆盖在KDF55的表面，椰壳活性炭也因大量吸附杂质而降低效能，因此必须对KDF55和活性炭进行定期的清洗。在反洗状态下，KDF55和活性炭会浮起，在水流的作用下，带去积淀，露出新鲜表面，从而使他们恢复功能。