KDF là hợp kim đồng-kẽm. Nó không phải là chất xử lý hóa học cũng không phải là vật liệu xốp như than hoạt tính mà là một hợp kim kim loại dạng hạt.
Nó được sản xuất thông qua quá trình nấu chảy và tạo hạt: đồng và kẽm trước tiên được nấu chảy với nhau để tạo thành hợp kim, sau đó được tạo thành hạt. Các hạt vàng mà chúng ta thấy bên trong hộp lọc là KDF.
Trong nước, KDF tạo ra phản ứng điện hóa để loại bỏ clo dư và kim loại nặng. Tuy nhiên, cần phải làm rõ hai điểm: hiệu quả của nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố và tương đối đắt tiền. Hai cân nhắc này có nghĩa là nó không phải là lựa chọn đầu tiên cho mọi ứng dụng.
Về cấp độ và thành phần, KDF được phân thành các loại khác nhau theo tỷ lệ đồng-kẽm. Ví dụ, KDF85 bao gồm 85% đồng và 15% kẽm. Các tỷ lệ khác nhau mang lại cho vật liệu những đặc tính khác nhau và làm cho nó phù hợp với các ứng dụng khác nhau.
2. KDF được sản xuất như thế nào?
Quy trình sản xuất cơ bản rất đơn giản và bao gồm hai bước chính:
Bước 1: Tan chảy
Đồng nguyên chất và kẽm nguyên chất được nấu chảy với nhau để tạo thành hợp kim đồng-kẽm.
Bước 2: Tạo hạt
Hợp kim nóng chảy sau đó được xử lý bằng phương pháp tạo hạt để tạo ra các hạt hợp kim đồng-kẽm mà chúng ta thấy trong vật liệu thành phẩm.
Nói cách khác, chất lượng của KDF ngay từ đầu phụ thuộc vào hai điều: liệu đồng và kẽm nguyên chất có được sử dụng hay không và tỷ lệ của chúng có được kiểm soát chính xác hay không. Tỷ lệ này quyết định cấp độ—và cuối cùng là những gì vật liệu có thể làm được.
3. Cách thức hoạt động của KDF: “Tế bào điện” trong nước
Đây là khía cạnh quan trọng nhất của KDF và cũng là khía cạnh thường được tạo ra để có vẻ bí ẩn hơn thực tế. Trên thực tế, nó hoạt động theo nguyên tắc tương tự như các tế bào điện được dạy trong vật lý trung học.
Quá trình này có thể được chia thành các bước sau:
Hai điện cực hình thành. Đồng và kẽm có thể tạo ra phản ứng điện hóa trong nước. Trong quá trình này, hai điện cực hình thành, giống như trong pin: điện cực đồng và điện cực kẽm, đóng vai trò là cực âm và cực dương.
Kẽm mất electron ở cực dương. Kẽm hòa tan dần: kẽm kim loại, có trạng thái oxy hóa bằng 0, trở thành các ion kẽm có điện tích +2 (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻), giải phóng các electron trong quá trình này.
Các electron chảy về phía điện cực đồng. Các electron được giải phóng sẽ di chuyển đến điện cực đồng, tạo ra dòng điện.
Các electron tự do được tạo ra liên tục. Miễn là phản ứng tiếp tục, các electron tự do sẽ liên tục được tạo ra.
Các electron tự do loại bỏ các chất oxy hóa mạnh. Những electron tự do này có thể loại bỏ các chất oxy hóa mạnh trong nước, chẳng hạn như clo dư. Clo dư được giảm đi và do đó được loại bỏ khỏi nước.
Kim loại nặng bị khử và lắng đọng trên điện cực đồng. Certain heavy metal ions in the water gain electrons at the copper electrode, are reduced, and form deposits, thereby being removed from the water. Quá trình này đặc biệt rõ rệt khi nước có độ dẫn điện nhất định.
One key condition must be emphasized: both the amount of heavy metals KDF removes and its removal efficiency are directly related to the initial concentration and the water flow rate. Nói cách khác, để KDF hoạt động hiệu quả thì nồng độ ban đầu cần phải thấp hơn và tốc độ dòng chảy chậm hơn. Nước tiếp xúc với vật liệu lọc càng kỹ thì phản ứng càng có thể tiến hành hoàn toàn.
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của KDF
Yếu tố ảnh hưởng
Độ dẫn điện của nước Phản ứng điện đòi hỏi một mức độ dẫn điện nhất định. Nếu độ dẫn điện không đủ thì phản ứng không thể tiến hành hiệu quả.
Nồng độ ban đầu Nồng độ ban đầu càng thấp thì khả năng loại bỏ càng dễ dàng.
Tốc độ dòng nước Tốc độ dòng chảy chậm hơn cho phép thời gian tiếp xúc lâu hơn và loại bỏ triệt để hơn. Nếu dòng chảy quá nhanh thì không có đủ thời gian cho phản ứng.
Số lượng vật liệu lọc Số lượng vật liệu lọc lớn hơn sẽ tăng khả năng xử lý và khả năng duy trì hiệu suất.
Như bảng hiển thị, KDF không phải là phương tiện lọc “tự động hoạt động sau khi được cài đặt”. Hiệu suất của nó phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện hoạt động. Đây cũng là lý do tại sao hiệu quả của nó khác nhau đáng kể giữa các sản phẩm thực tế.
5. Hiệu quả chi phí của KDF: Góc nhìn của nhà sản xuất
Từ quan điểm của chúng tôi với tư cách là một nhà sản xuất, đánh giá của chúng tôi về KDF là khá chuẩn xác.
Một mặt, chi phí của nó thực sự cao.
Nó sử dụng đồng nguyên chất và kẽm nguyên chất làm nguyên liệu thô và yêu cầu một số bước xử lý, bao gồm nấu chảy và tạo hạt. Cả vật liệu lẫn quy trình sản xuất đều không đắt tiền, điều này góp phần trực tiếp vào mức giá tương đối cao của nó.
Mặt khác, hiệu suất thực tế của nó là không chắc chắn.
As discussed earlier, KDF’s ability to remove chlorine and heavy metals depends on factors such as water conductivity, initial concentration, flow rate, and the quantity of media used. Trong những điều kiện kém lý tưởng, nó có thể không mang lại hiệu quả như mong đợi, mặc dù chi phí đã phát sinh.
Do đó, nhìn chung, chúng tôi không coi KDF là đặc biệt hiệu quả về mặt chi phí từ góc độ nhà sản xuất.
To be fair, KDF also has advantages that are difficult to replace: it can address both chlorine and heavy metal removal, and it is relatively resistant to high temperatures. Do đó nó vẫn có giá trị trong một số ứng dụng cụ thể. However, when selecting materials and determining their proportions in a product, we need to be clear about whether the money spent on KDF will actually deliver a corresponding level of performance.
6. Tóm tắt
KDF là hợp kim đồng-kẽm, được sản xuất thông qua quá trình nấu chảy và tạo hạt, và được sử dụng làm môi trường lọc hợp kim kim loại dạng hạt.
Nó được phân loại thành các loại khác nhau theo tỷ lệ đồng-kẽm. Ví dụ: KDF85 = 85% đồng + 15% kẽm.
Trong nước, KDF hoạt động thông qua phản ứng điện hóa: kẽm đóng vai trò là cực dương, mất electron và trở thành ion kẽm có điện tích +2. Các electron chảy vào điện cực đồng, tạo ra dòng điện. The resulting free electrons remove strongly oxidizing substances such as residual chlorine, while heavy metal ions are reduced and deposited on the copper electrode.
Hiệu quả của nó phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm độ dẫn của nước, nồng độ ban đầu, tốc độ dòng chảy và lượng vật liệu được sử dụng. Nồng độ ban đầu thấp hơn và tốc độ dòng chảy chậm hơn cho phép nó hoạt động hiệu quả hơn.
Bởi vì nguyên liệu thô và quy trình chế biến đắt tiền, trong khi hiệu suất bị hạn chế bởi các điều kiện vận hành, KDF không đặc biệt hiệu quả về mặt chi phí xét theo quan điểm của nhà sản xuất.
