KDF je zliatina medi a zinku. Nie je to ani činidlo na chemické ošetrenie, ani porézny materiál ako aktívne uhlie, ale skôr granulovaná kovová zliatina.
Vyrába sa tavením a granuláciou: meď a zinok sa najprv spolu roztavia, aby vytvorili zliatinu, z ktorej sa potom vyrábajú granuly. Zlaté granule, ktoré vidíme vo filtračných kazetách, sú KDF.
Vo vode KDF generuje galvanickú reakciu na odstránenie zvyškového chlóru a ťažkých kovov. Treba si však ujasniť dva body: jeho účinnosť závisí od viacerých faktorov a je pomerne nákladná. Tieto dve úvahy znamenajú, že nie je prvou voľbou pre každú aplikáciu.
Čo sa týka akosti a zloženia, KDF sa klasifikuje do rôznych tried podľa pomeru medi a zinku. Napríklad KDF85 pozostáva z 85 % medi a 15 % zinku. Rôzne pomery dávajú materiálu rôzne vlastnosti a robia ho vhodným pre rôzne aplikácie.
2. Ako sa vyrába KDF?
Základný výrobný proces je jednoduchý a pozostáva z dvoch hlavných krokov:
Krok 1: Tavenie
Čistá meď a čistý zinok sa spolu tavia a vytvárajú zliatinu medi a zinku.
Krok 2: Granulácia
Roztavená zliatina sa potom spracuje pomocou granulačnej metódy na výrobu granúl zliatiny medi a zinku, ktoré vidíme v hotovom materiáli.
Inými slovami, kvalita KDF závisí od začiatku na dvoch veciach: či sa používa čistá meď a zinok a či sú ich pomery presne kontrolované. Pomer určuje stupeň – a v konečnom dôsledku aj to, čo materiál dokáže.
3. Ako funguje KDF: „Galvanický článok“ vo vode
Toto je najdôležitejší aspekt KDF a tiež ten, ktorý sa najčastejšie stáva záhadnejším, než v skutočnosti je. V skutočnosti funguje na rovnakom princípe ako galvanické články vyučované na stredoškolskej fyzike.
Proces možno rozdeliť do nasledujúcich krokov:
Vytvárajú sa dve elektródy. Meď a zinok môžu vo vode vyvolať galvanickú reakciu. Počas tohto procesu sa vytvoria dve elektródy, rovnako ako v batérii: medená elektróda a zinková elektróda, ktoré slúžia ako katóda a anóda.
Zinok stráca elektróny na anóde. Zinok sa postupne rozpúšťa: kovový zinok s nulovým oxidačným stavom sa mení na ióny zinku s nábojom +2 (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻), pričom sa uvoľňujú elektróny.
Elektróny prúdia smerom k medenej elektróde. Uvoľnené elektróny sa pohybujú k medenej elektróde a vytvárajú elektrický prúd.
Voľné elektróny sa generujú nepretržite. Pokiaľ reakcia pokračuje, neustále sa vytvárajú voľné elektróny.
Voľné elektróny odstraňujú silne oxidujúce látky. Tieto voľné elektróny dokážu vo vode odstrániť silne oxidujúce látky, ako je zvyškový chlór. Zvyškový chlór sa redukuje a tým sa odstraňuje z vody.
Ťažké kovy sa redukujú a ukladajú na medenú elektródu. Určité ióny ťažkých kovov vo vode získavajú elektróny na medenej elektróde, redukujú sa a vytvárajú usadeniny, čím sa z vody odstraňujú. Tento proces je obzvlášť výrazný, keď má voda určitú úroveň elektrickej vodivosti.
Je potrebné zdôrazniť jednu kľúčovú podmienku: množstvo ťažkých kovov, ktoré KDF odstraňuje, aj účinnosť jeho odstraňovania priamo súvisia s počiatočnou koncentráciou a prietokom vody. Inými slovami, aby KDF fungoval efektívne, počiatočná koncentrácia musí byť nižšia a prietok pomalší. Čím dôkladnejšie sa voda dostane do kontaktu s filtračným médiom, tým úplnejšie môže reakcia prebehnúť.
4. Faktory ovplyvňujúce výkon KDF
Faktorový efekt
Vodivosť vody Galvanická reakcia vyžaduje určitú úroveň elektrickej vodivosti. Ak je vodivosť nedostatočná, reakcia nemôže prebiehať efektívne.
Počiatočná koncentrácia Čím nižšia je počiatočná koncentrácia, tým ľahšie sa môže odstrániť.
Prietok vody Nižší prietok umožňuje dlhší čas kontaktu a dôkladnejšie odstránenie. Ak je tok príliš rýchly, nie je dostatok času na reakciu.
Množstvo filtračného média Väčšie množstvo filtračného média zvyšuje kapacitu spracovania a schopnosť udržať výkon.
Ako ukazuje tabuľka, KDF nie je filtračné médium, ktoré „automaticky funguje po inštalácii“. Jeho výkon do značnej miery závisí od prevádzkových podmienok. To je tiež dôvod, prečo sa jeho účinnosť medzi skutočnými produktmi značne líši.
5. Nákladová efektívnosť KDF: pohľad výrobcu
Z nášho pohľadu ako výrobcu je naše hodnotenie KDF pomerne odmerané.
Na jednej strane sú jeho náklady skutočne vysoké.
Používa čistú meď a čistý zinok ako suroviny a vyžaduje niekoľko krokov spracovania vrátane tavenia a granulácie. Materiály ani výrobné procesy nie sú lacné, čo priamo prispieva k jeho relatívne vysokej cene.
Na druhej strane jeho výkon v reálnom svete je neistý.
Ako už bolo uvedené, schopnosť KDF odstraňovať chlór a ťažké kovy závisí od faktorov, ako je vodivosť vody, počiatočná koncentrácia, prietok a množstvo použitého média. Za menej ako ideálnych podmienok môže zlyhať pri poskytovaní očakávaného výkonu, aj keď náklady už vznikli.
Celkovo preto nepovažujeme KDF z pohľadu výrobcu za zvlášť nákladovo efektívny.
Aby sme boli spravodliví, KDF má aj výhody, ktoré sa ťažko nahradia: dokáže odstrániť chlór aj ťažké kovy a je relatívne odolný voči vysokým teplotám. Preto má stále hodnotu v určitých špecifických aplikáciách. Pri výbere materiálov a určovaní ich pomerov v produkte však musíme mať jasno v tom, či peniaze vynaložené na KDF skutočne prinesú zodpovedajúcu úroveň výkonu.
6. Zhrnutie
KDF je zliatina medi a zinku, vyrábaná tavením a granuláciou a používaná ako zrnité filtračné médium z kovovej zliatiny.
Je klasifikovaný do rôznych tried podľa pomeru medi a zinku. Napríklad KDF85 = 85 % medi + 15 % zinku.
Vo vode KDF funguje prostredníctvom galvanickej reakcie: zinok pôsobí ako anóda, stráca elektróny a stáva sa iónmi zinku s nábojom +2. Elektróny prúdia k medenej elektróde a vytvárajú prúd. Výsledné voľné elektróny odstraňujú silne oxidujúce látky, ako je zvyškový chlór, zatiaľ čo ióny ťažkých kovov sa redukujú a ukladajú na medenej elektróde.
Jeho účinnosť závisí od niekoľkých faktorov, vrátane vodivosti vody, počiatočnej koncentrácie, prietoku a množstva použitého média. Nižšia počiatočná koncentrácia a pomalší prietok umožňujú efektívnejšie pôsobenie.
Pretože suroviny a spracovanie sú drahé, zatiaľ čo výkon je obmedzený prevádzkovými podmienkami, KDF nie je z pohľadu výrobcu obzvlášť nákladovo efektívny.
