应用ＫＤＦ55过滤介质从水中除氯

时间：2008年8月11日

前言

        氯是生活饮用水中最常用的消毒剂，用它来控制细菌和其他的微生物，在用氯消毒水的同时也带来一些严重的缺点，为了去除水中多余的氯，常用活性炭吸附法。在离子交换器的进水中含有氯，会使树脂被氧化变质和破坏，树脂的使用寿命缩短或工作交换容量降低。对于反渗透膜水中余氯超过规定指标时，膜会被氯氧化而受损伤，特别对于复合膜和聚酰胺膜，除氯的要求更高。在工业设备中，一般通过加化学还原剂来除氯，其中以用亚硫酸钠除氯较多，但也有用活性炭吸附除氯的。
美国ＫＤＦ液体处理公司生产的ＫＤＦ过滤介质，是一种高纯度的铜锌合金，其中ＫＤＦ55是50%为铜和50%为锌的合金，当这种材料与水接触后会与水和水中的杂质产生氧化还原反应。该材料在1980年发明之初，就发现了这种材料也具有很好的除氯效果，经过试验研究和实际应用，证明这种材料性能比颗粒活性炭(ＧＡＣ)除氯效果更好，也更为经济。目前用ＫＤＦ55过滤介质除氯，已在美国、我国等一些国家应用。

1　除氯机理

        水中游离氯的去除是通过电化学(氧化和还原)反应完成的，氧化还原反应的发生是因为ＫＤＦ55是由两种不同的金属组成的，与水发生直接的电接触，合金中电位正的铜成为阴极，而电位负的锌是阳极，在阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，锌阳极在反应中失去电子，锌离子成为牺牲者进入溶液，由于游离氯的还原反应铜阴极被钝化，而不会发生金属的溶解，结果水和余氯成为电子接受者，同时产生的还有氢、羟基和氯化物离子。

2　试验研究

2 1　美国的试验

        为了证明这一工艺的有效性，美国ＫＤＦ液体处理公司进行了试验，试验时应用了一台家庭用的过滤器，高为248mm，直径70mm，内置高度为95mm的ＫＤＦ55过滤介质，经计算介质的容积为0 365L，其余空间填充了柘榴石。

        试验时采用的流量为3.785L/min，相当于滤速66 5m/h。游离氯的制取用1 9L的浓度为12 5%的次氯酸钠加入存放于容器中的190L去离子水中，用水泵(或水射器)将该溶液注入试验用的管道中。

        经ＫＤＦ55过滤介质处理后在各种处理水量时，游离氯的去除率均在90%以上，处理效果良好。

       在图1上列出了试验数据的线性回归分析，从分析可知ＫＤＦ55过滤介质在处理水达6813L时流出水中的余氯减少90%，而在29523L时跌至70%，进水中余氯浓度2 00mg/L超过了实际市政供水中的余氯浓度1 00mg/L。因此，根据这一线性关系，进水浓度减小，除氯效率将提高，也就是当进水余氯1 00mg/L，去除效率为90%时，可处理水量将达到6813×2L，直到处理量29523×2L，去除余氯的效率也不会跌到70%以下。

2 2　澳大利亚的试验

        澳大利亚政府分析实验室对ＫＤＦ与活性炭组成的净水器的除氯效果进行了分析，分析结果如下:原水中余氯为3 0mg/L，过滤后<0 2mg/L，去除率93 3%。

2 3　国内的试验

        将ＫＤＦ过滤介质引进国内的美国ＩＨＯＤ公司，曾委托上海市卫生防疫站和上海市自来水公司做过试验。

        上海市卫生防疫站的试验是将各为320ｇ的ＫＤＦ55介质分别置于直径为3cm，3 5cm和6 5cm的圆筒中，然后用实验室配制的余氯为2 5mg/L的水样通过圆筒，过滤后水中的余氯均在0 05mg/L以下，去除率≥98%。

        上海市自来水公司分别对100%ＫＤＦ55，30%ＫＤＦ55+70%ＧＡＣ和100%ＧＡＣ组装的净水器进行了试验，在《ＫＤＦ净水材料深度净化上海自来水试验报告》中指出:①ＫＤＦ55净水材料组成的净水器能有效地去除水中余氯达100%;②ＫＤＦ55+ＧＡＣ组合净水器能有效去除水中余氯达95 4%;③ＧＡＣ组成的净水器去除余氯只能达到78 5%。

3　ＫＤＦ55过滤介质与ＧＡＣ比较

        美国ＫＤＦ液体处理公司将ＫＤＦ55过滤介质与ＧＡＣ进行了对比试验，试验证实:①ＫＤＦ55介质比之ＧＡＣ可以去除更多的余氯;②ＫＤＦ55介质通过的水量较高;③ＫＤＦ55介质比之ＧＡＣ(在体积比方面)是更强的除氯介质;④ＫＤＦ55介质工作寿命长;⑤ＫＤＦ55介质经济性好。
在表2中列出了过滤水分析的结果，在表3中列出了水处理价格的分析。

4　应用实例

4 1　美国的实例

        一家为服装厂石磨水洗牛仔裤的大型商业洗衣房，用市政的给水经离子交换软化后用于石磨水洗过程，在其中应用了ＫＤＦ介质来除氯。石磨水洗后，服装用含氯漂白剂的溶液来漂洗以除去残余的固体和使服装的颜色鲜艳。漂洗废水通过ＫＤＦ介质去除加进来的氯，在离子交换器中重新软化后重复使用。洗衣房反映，离子交换树脂在使用期间一直保持着优良的性能，没有发现与氯有关而造成的树脂损伤。用了ＫＤＦ介质除氯后能使处理漂洗废液的装置容量减至最小，同时也减少了总的运转和排污费用。

4 2　我国的实例

        上海生产的应用ＫＤＦ55过滤介质的ＯＥＣ净水器，经中国预防医学科学院加标试验，原水中余氯为1 60mg/L，经过净水器后余氯<0 01mg/L。同一个净水器用自来水做试验，经蚌埠市卫生防疫站测定，自来水中余氯为2 0mg/L，经过净水器后余氯<0 01mg/L。

北京盛峰飞龙环保科技有限公司

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