4: Sistema de eliminación de metales pesados del purificador de agua Lisheng Chongqing Technology Co., Ltd.
Nota: Actualmente, muchos fabricantes nacionales de renombre están utilizando esta tecnología en el mercado para promoción, pero actualmente las partículas del núcleo de cobre nacionales no se pueden oxidar.
Los metales pesados en el agua harán que sustancias nocivas como el cobre y el zinc superen el estándar.
La aplicación del material filtrante KDF en el tratamiento de agua
Se presentaron las características, el alcance de la aplicación y las perspectivas de la aleación de cobre y zinc de alta pureza SDF (KDF) en la industria del tratamiento de agua.
Palabras clave: aleación de cobre-zinc de alta pureza, SDF (KDF), reacción electroquímica, metales pesados, cloro residual, inhibición de incrustaciones, tratamiento de agua.
Función y mecanismo del SDF (KDF)
SDF (KDF) es una partícula de aleación de cobre/zinc de alta pureza. Se utiliza para el tratamiento de agua mediante reacción microelectroquímica de oxidación-reducción (Redox). Cuando entran en contacto con el agua, los dos metales de la aleación forman muchos pequeños sistemas galvánicos a escala submicroscópica. Este material tiene una fuerte reactividad en el agua y una velocidad de reacción extremadamente rápida. Puede eliminar hasta el 99 % del cloro del agua y de iones metálicos como plomo, mercurio, níquel y cromo disueltos en el agua. Tiene un efecto significativo en la inhibición del crecimiento de bacterias, hongos, suciedad y algas. Para equipos de pretratamiento, tratamiento principal y tratamiento de aguas residuales. SDF (KDF) mejora o reemplaza las tecnologías existentes, lo que puede extender en gran medida la vida útil del sistema, reducir los metales pesados, los microorganismos y la suciedad, reducir los costos totales y simplificar el mantenimiento del sistema.
(1) Elimina oxidantes fuertes (cloro residual)
SDF (KDF) tiene una fuerte capacidad reductora y puede eliminar varios oxidantes fuertes en el agua, especialmente para el efecto de eliminación de cloro residual. SDF (KDF) se compone de dos metales diferentes, cobre y zinc. Cuando entra en contacto con el agua, el cobre con potencial positivo de la aleación se convierte en cátodo y el zinc con potencial negativo se convierte en ánodo, formando una batería primaria. El ánodo de zinc pierde electrones durante la reacción y genera iones de zinc en la solución. La reacción de reducción del cloro libre ocurre en el cátodo de cobre sin disolución del cobre metálico. El agua y el cloro residual se convierten en los aceptores finales de electrones, generando iones de hidrógeno, iones de hidróxido e iones de cloruro al mismo tiempo. La fórmula de reacción total es la siguiente:
Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2 ++ Cl-+H ++ 2OH-
Otros oxidantes en el agua, como el ozono, bromo, yodo, etc. , también puede producirse una reacción redox similar después del contacto con SDF (KDF).
(2) Eliminación de metales pesados
El medio de tratamiento SDF (KDF) puede eliminar una variedad de iones de metales pesados en el agua, como plomo, mercurio, cobre, níquel, cadmio, arsénico, antimonio, aluminio, etc. Varios iones de metales pesados solubles. Su eliminación se logra mediante reacciones de desplazamiento y reacciones de adsorción fisicoquímicas. El mecanismo del SDF (KDF) para eliminar iones de metales pesados es: los iones metálicos se adsorben en la superficie del SDF (KDF) y reaccionan con el zinc en el SDF (KDF). Los metales generados se adsorben en la superficie del SDF (KDF). ) o ingresar a SDF ( La red de KDF permite que los contaminantes tóxicos de metales pesados se combinen con SDF (KDF). Por ejemplo, los iones de plomo disueltos en agua se reducen a átomos de plomo insolubles y se adsorben en la superficie del SDF (KDF). Los iones de mercurio reaccionan de manera similar al SDF (KDF). Los estudios de difracción de rayos X demostraron que la eliminación del mercurio formaba amalgama de cobre. La fórmula de reacción química del SDF (KDF) para tratar iones de metales pesados es la siguiente:
Zinc/Cobre/Zinc+Plomo+→Zinc/Cobre/Plomo+Zinc
Zinc/Cobre /Zinc+Mercurio →Zinc/Cobre/Mercurio+Zinc
Cuando aumenta el valor del pH del agua, los iones metálicos se hidrolizan para formar precipitación de hidróxido metálico, que también puede eliminar iones metálicos.
(3) Eliminación de sulfuro de hidrógeno
Durante el tratamiento de agua con membrana, si se selecciona agua subterránea como fuente de agua, puede haber sulfuro de hidrógeno en el agua. Si el sulfuro de hidrógeno se oxida a azufre, contaminará la superficie del filtro. El medio filtrante SDF (KDF) tiene la función de eliminar el sulfuro de hidrógeno. El sulfuro de cobre generado es insoluble en agua y se puede eliminar cuando se lava a contracorriente el medio SDF (KDF). La fórmula de la reacción química es la siguiente:
Cobre/Zinc + H2S → Cobre/Zinc + Cobre + H2
2H2 +02 →2H20
(4) Reducir los sólidos suspendidos
El tamaño promedio de partículas del medio de tratamiento SDF (KDF) es de aproximadamente 60 mallas y el tamaño mínimo de partículas es de aproximadamente 110 mallas. También puede desempeñar el papel de filtración física para eliminar los sólidos suspendidos. . Generalmente, los medios filtrantes SDF (KDF) pueden eliminar eficazmente partículas con un diámetro inferior a 50 μm.
Cuando las tuberías de agua hechas de acero se corroen, el hierro se oxida para formar coloide FeO. Cuando el FeO entra en contacto con el SDF (KDF), también se producen reacciones redox.
El FeO finalmente forma una precipitación sólida de Fe2O3 en la superficie del SDF (KDF), que puede eliminarse mediante retrolavado. La fórmula de la reacción química es la siguiente:
Zn + FeO = ZnO + Fe
2Fe + 3O2=2Fe2O3
(5) Reducir las incrustaciones minerales
La influencia del medio de tratamiento SDF (KDF) en la escala de carbonato de calcio tiene dos aspectos.
① Por un lado, según la relación entre el valor de pH, la concentración de dióxido de carbono y la solubilidad del carbonato de calcio, cuando se elimina el dióxido de carbono de la solución, el valor de pH aumenta, reduciendo así la solubilidad del carbonato de calcio. . El SDF (KDF) también aumenta el valor del pH del agua mediante una reacción electroquímica y reduce la solubilidad del carbonato de calcio, lo que hace que las incrustaciones de carbonato de calcio precipiten fácilmente.
(2) Por otro lado, debido a la disolución de los iones de zinc en el medio de tratamiento SDF (KDF), el contenido de iones de zinc en el agua aumenta. cambia el mecanismo de crecimiento de los cristales de las incrustaciones, lo que provoca que las incrustaciones de carbonato de calcio en el agua precipiten en forma de cristales de aragonita, formando incrustaciones blandas en la pared del recipiente en lugar de incrustaciones duras de tipo calcita. Alguien estudió el efecto de las impurezas del agua sobre el crecimiento de cristales de calcita y descubrió que incluso una concentración muy baja de iones de zinc puede impedir la formación de cristales de calcita.
Los experimentos pueden demostrar además que el medio de tratamiento SDF (KDF) puede prevenir la formación y acumulación de incrustaciones minerales duras, evitando principalmente la cristalización del carbonato de calcio calcita. Los estudios cristalográficos mediante microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X revelaron que las incrustaciones duras producidas en agua sin tratamiento con SDF (KDF) eran cristales aciculares de sales de calcio y magnesio con morfologías más grandes y regulares. Estas sales son de textura dura, baja solubilidad, tienen una estructura de red y son escamas de piedra caliza vítrea. Las incrustaciones formadas en el agua tratada con SDF (KDF) cambian fundamentalmente la forma de cristalización del carbonato de calcio (magnesio) y la forma de las incrustaciones es relativamente pequeña. La apariencia es achatada, granular o en forma de varilla, y todos están compuestos de componentes en polvo no duros. Estos componentes no se adhieren a superficies metálicas, plásticas o cerámicas y pueden eliminarse fácilmente mediante filtración física.
(6) Inhibir la reproducción de microorganismos
El medio de tratamiento SDF (KDF) controla el crecimiento y la reproducción de microorganismos no a través de un mecanismo, sino a través de varios mecanismos para lograr su función o sinergia. el efecto de inhibir los microorganismos. Los principales mecanismos incluyen: cambios en el potencial redox, formación de iones hidróxido y peróxido de hidrógeno y disolución de zinc en el medio. En términos generales, cuando se utiliza el medio de tratamiento SDF (KDF) como método de pretratamiento para membranas de ósmosis inversa, puede inhibir la reproducción de microorganismos como bacterias y algas, evitando así que los microorganismos dañen la membrana.
①Cambios en el potencial redox
Cuando el agua pasa a través del medio de tratamiento SDF (KDF), su potencial redox cambia de +200mV a -500mV. En general, varios microorganismos sólo pueden crecer bajo potenciales redox específicos, y grandes cambios en el potencial pueden destruir las células bacterianas, controlando así el crecimiento de los microorganismos. Sin embargo, el potencial redox del agua cambia muy poco. Cuando se utiliza SDF (KDF) para controlar las bacterias, las bacterias deben estar en contacto directo con el SDF (KDF), y el efecto inhibidor del SDF (KDF) sobre las bacterias se produce principalmente en la superficie de contacto entre el SDF (KDF) y el agua, por lo que los cambios El potencial redox por sí solo no puede controlar completamente los microorganismos.
(2) Iones hidroxilo y peróxido de hidrógeno
Durante la oxidación del hierro ferroso a hierro trivalente por SDF (KDF), se producirán iones hidróxido y peróxido. El hidrógeno tiene un efecto inhibidor sobre Microorganismos que pueden sobrevivir a un potencial de oxidación bajo pero que son sensibles a los iones de hidrógeno y al peróxido de hidrógeno. Los iones de hidróxido y el peróxido de hidrógeno tienen una vida útil más corta, pero tienen una mayor reactividad durante el proceso de filtración, tienen efectos inhibidores obvios sobre los microorganismos y tienen menos efectos residuales en el efluente.
③Control de microorganismos mediante iones de zinc.
El zinc liberado en el medio de tratamiento SDF (KDF) tiene un importante efecto de control sobre los microorganismos. El zinc puede impedir la síntesis de enzimas, afectando así el crecimiento normal de los organismos e inhibiendo la reproducción de microorganismos. Además, el medio SDF (KDF) controla el crecimiento de algas al prevenir la síntesis de clorofila. La presencia de iones de zinc esencialmente reduce la capacidad de los organismos para producir alimentos a través de la fotosíntesis, lo que afectará significativamente el crecimiento de las bacterias.
Nota: En la actualidad, el contenido de metales pesados en el agua del grifo en China continental ha alcanzado el estándar, y el sistema de purificación de agua está dirigido principalmente a aguas subterráneas y lagos en algunos lugares.