KDF ialah aloi kuprum-zink. Ia bukan agen rawatan kimia mahupun bahan berliang seperti karbon diaktifkan, sebaliknya aloi logam berbutir.
Ia dihasilkan melalui peleburan dan granulasi: kuprum dan zink mula-mula dicairkan bersama untuk membentuk aloi, yang kemudiannya dijadikan butiran. Butiran emas yang kita lihat di dalam kartrij penapis ialah KDF.
Di dalam air, KDF menghasilkan tindak balas galvanik untuk membuang sisa klorin dan logam berat. Walau bagaimanapun, dua perkara perlu dijelaskan: keberkesanannya bergantung pada beberapa faktor, dan ia agak mahal. Kedua-dua pertimbangan ini bermakna ia bukan pilihan pertama untuk setiap permohonan.
Mengenai gred dan komposisi, KDF dikelaskan kepada gred yang berbeza mengikut nisbah kuprum-ke-zinknya. Sebagai contoh, KDF85 terdiri daripada 85% kuprum dan 15% zink. Nisbah yang berbeza memberikan bahan ciri yang berbeza dan menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang berbeza.
2. Bagaimana KDF Dibuat?
Proses pembuatan asas adalah mudah dan terdiri daripada dua langkah utama:
Langkah 1: Mencairkan
Kuprum tulen dan zink tulen dilebur bersama untuk membentuk aloi kuprum-zink.
Langkah 2: Granulasi
Aloi lebur kemudiannya diproses menggunakan kaedah granulasi untuk menghasilkan butiran aloi kuprum-zink yang kita lihat dalam bahan siap.
Dalam erti kata lain, kualiti KDF bergantung pada dua perkara dari awal: sama ada kuprum tulen dan zink digunakan, dan sama ada perkadarannya dikawal dengan tepat. Nisbah menentukan gred—dan akhirnya perkara yang boleh dilakukan oleh bahan tersebut.
3. Cara KDF Berfungsi: "Sel Galvanik" dalam Air
Ini adalah aspek yang paling penting dalam KDF, dan juga yang paling kerap dibuat untuk terdengar lebih misteri daripada yang sebenarnya. Malah, ia berfungsi pada prinsip yang sama seperti sel galvanik yang diajar dalam fizik sekolah menengah.
Proses tersebut boleh dibahagikan kepada langkah-langkah berikut:
Dua elektrod terbentuk. Kuprum dan zink boleh menghasilkan tindak balas galvanik dalam air. Semasa proses ini, dua elektrod terbentuk, sama seperti dalam bateri: elektrod kuprum dan elektrod zink, berfungsi sebagai katod dan anod.
Zink kehilangan elektron di anod. Zink secara beransur-ansur larut: zink logam, dengan keadaan pengoksidaan sifar, menjadi ion zink dengan cas +2 (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻), membebaskan elektron dalam proses itu.
Elektron mengalir ke arah elektrod kuprum. Elektron yang dilepaskan bergerak ke elektrod kuprum, menghasilkan arus elektrik.
Elektron bebas dihasilkan secara berterusan. Selagi tindak balas berterusan, elektron bebas dihasilkan secara berterusan.
Elektron bebas mengeluarkan bahan pengoksidaan kuat. Elektron bebas ini boleh mengeluarkan bahan pengoksidaan kuat dalam air, seperti sisa klorin. Baki klorin dikurangkan dan dengan itu dikeluarkan dari air.
Logam berat dikurangkan dan dimendapkan pada elektrod kuprum. Ion logam berat tertentu dalam air memperoleh elektron pada elektrod kuprum, dikurangkan, dan membentuk mendapan, dengan itu dikeluarkan daripada air. Proses ini amat ketara apabila air mempunyai tahap kekonduksian elektrik tertentu.
Satu syarat utama mesti ditekankan: kedua-dua jumlah logam berat KDF yang dikeluarkan dan kecekapan penyingkirannya secara langsung berkaitan dengan kepekatan awal dan kadar aliran air. Dalam erti kata lain, untuk KDF berfungsi dengan berkesan, kepekatan awal perlu lebih rendah dan kadar aliran lebih perlahan. Lebih teliti air bersentuhan dengan media penapis, lebih lengkap tindak balas boleh diteruskan.
4. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Prestasi KDF
Kesan Faktor
Kekonduksian air Tindak balas galvanik memerlukan tahap kekonduksian elektrik tertentu. Jika kekonduksian tidak mencukupi, tindak balas tidak dapat diteruskan dengan berkesan.
Kepekatan awal Semakin rendah kepekatan awal, semakin mudah penyingkiran boleh berlaku.
Kadar aliran air Kadar aliran yang lebih perlahan membolehkan masa sentuhan yang lebih lama dan penyingkiran yang lebih teliti. Jika aliran terlalu cepat, tidak ada masa yang cukup untuk tindak balas.
Kuantiti media penapis Kuantiti media penapis yang lebih besar meningkatkan kapasiti rawatan dan keupayaan untuk mengekalkan prestasi.
Seperti yang ditunjukkan oleh jadual, KDF bukanlah medium penapis yang "berfungsi secara automatik sebaik sahaja ia dipasang." Prestasinya sangat bergantung pada keadaan operasi. Ini juga sebab keberkesanannya berbeza-beza antara produk sebenar.
5. Keberkesanan Kos KDF: Perspektif Pengeluar
Dari perspektif kami sebagai pengilang, penilaian kami terhadap KDF diukur dengan adil.
Di satu pihak, kosnya benar-benar tinggi.
Ia menggunakan tembaga tulen dan zink tulen sebagai bahan mentah dan memerlukan beberapa langkah pemprosesan, termasuk peleburan dan granulasi. Bahan mahupun proses pembuatannya tidak murah, yang secara langsung menyumbang kepada harganya yang agak tinggi.
Sebaliknya, prestasi dunia sebenarnya tidak pasti.
Seperti yang dibincangkan sebelum ini, keupayaan KDF untuk mengeluarkan klorin dan logam berat bergantung kepada faktor seperti kekonduksian air, kepekatan awal, kadar aliran, dan kuantiti media yang digunakan. Di bawah keadaan yang kurang ideal, ia mungkin gagal memberikan prestasi yang diharapkan, walaupun kosnya telah ditanggung.
Secara keseluruhan, oleh itu, kami tidak menganggap KDF sangat kos efektif dari perspektif pengeluar.
Untuk bersikap adil, KDF juga mempunyai kelebihan yang sukar diganti: ia boleh menangani penyingkiran klorin dan logam berat, dan ia agak tahan terhadap suhu tinggi. Oleh itu, ia masih mempunyai nilai dalam aplikasi tertentu tertentu. Walau bagaimanapun, apabila memilih bahan dan menentukan perkadarannya dalam produk, kita perlu jelas sama ada wang yang dibelanjakan untuk KDF sebenarnya akan memberikan tahap prestasi yang sepadan.
6. Rumusan
KDF ialah aloi kuprum-zink, dihasilkan melalui peleburan dan granulasi, dan digunakan sebagai medium penapis aloi logam berbutir.
Ia dikelaskan kepada gred yang berbeza mengikut nisbah kuprum-ke-zinknya. Contohnya, KDF85 = 85% kuprum + 15% zink.
Dalam air, KDF berfungsi melalui tindak balas galvanik: zink bertindak sebagai anod, kehilangan elektron dan menjadi ion zink dengan cas +2. Elektron mengalir ke elektrod kuprum, menghasilkan arus. Elektron bebas yang terhasil mengeluarkan bahan pengoksidaan kuat seperti sisa klorin, manakala ion logam berat dikurangkan dan dimendapkan pada elektrod kuprum.
Keberkesanannya bergantung kepada beberapa faktor, termasuk kekonduksian air, kepekatan awal, kadar aliran, dan kuantiti media yang digunakan. Kepekatan awal yang lebih rendah dan kadar aliran yang lebih perlahan membolehkannya berfungsi dengan lebih berkesan.
Oleh kerana bahan mentah dan pemprosesan adalah mahal, manakala prestasi dikekang oleh keadaan operasi, KDF tidak begitu kos efektif dari perspektif pengeluar.
