KDF คืออะไร?

1. KDF คืออะไร?

KDF เป็นโลหะผสมทองแดง-สังกะสี ไม่ใช่ทั้งสารบำบัดทางเคมีหรือวัสดุที่มีรูพรุนเช่นถ่านกัมมันต์ แต่เป็นโลหะผสมที่เป็นเม็ดละเอียด

ผลิตโดยวิธีการหลอมและการบดเป็นเม็ด โดยขั้นแรกทองแดงและสังกะสีจะถูกหลอมรวมกันจนเกิดเป็นโลหะผสม จากนั้นจึงกลายเป็นแกรนูล เม็ดสีทองที่เราเห็นภายในตลับกรองคือ KDF

ในน้ำ KDF จะสร้างปฏิกิริยากัลวานิกเพื่อกำจัดคลอรีนที่ตกค้างและโลหะหนัก อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องชี้แจงสองประเด็นให้ชัดเจน: ความมีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย และมีราคาค่อนข้างแพง ข้อควรพิจารณาทั้งสองข้อนี้หมายความว่านี่ไม่ใช่ตัวเลือกแรกสำหรับทุกการใช้งาน

เกี่ยวกับเกรดและองค์ประกอบ KDF แบ่งออกเป็นเกรดต่างๆ ตามอัตราส่วนทองแดงต่อสังกะสี ตัวอย่างเช่น KDF85 ประกอบด้วยทองแดง 85% และสังกะสี 15% อัตราส่วนที่ต่างกันทำให้วัสดุมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันและทำให้เหมาะสมกับการใช้งานที่แตกต่างกัน

2. KDF ผลิตขึ้นมาได้อย่างไร?

กระบวนการผลิตขั้นพื้นฐานนั้นตรงไปตรงมาและประกอบด้วยสองขั้นตอนหลัก:

ขั้นตอนที่ 1: การละลาย

ทองแดงบริสุทธิ์และสังกะสีบริสุทธิ์ถูกหลอมรวมกันเป็นโลหะผสมทองแดง-สังกะสี

ขั้นตอนที่ 2: การแกรนูล

จากนั้นโลหะผสมที่หลอมละลายจะถูกประมวลผลโดยใช้วิธีการทำเป็นเม็ดเพื่อผลิตเม็ดโลหะผสมทองแดง-สังกะสีที่เราเห็นในวัสดุสำเร็จรูป

กล่าวอีกนัยหนึ่ง คุณภาพของ KDF ขึ้นอยู่กับสองสิ่งตั้งแต่เริ่มแรก: มีการใช้ทองแดงและสังกะสีบริสุทธิ์หรือไม่ และสัดส่วนได้รับการควบคุมอย่างถูกต้องหรือไม่ อัตราส่วนจะเป็นตัวกำหนดเกรด และท้ายที่สุดแล้ววัสดุจะทำอะไรได้บ้าง

3. KDF ทำงานอย่างไร: “เซลล์กัลวานิก” ในน้ำ

นี่เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของ KDF และยังเป็นส่วนที่มักทำให้ฟังดูลึกลับมากกว่าที่เป็นจริงอีกด้วย ในความเป็นจริง มันทำงานบนหลักการเดียวกันกับเซลล์กัลวานิกที่สอนในฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษา

กระบวนการสามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่อไปนี้:

อิเล็กโทรดสองอันเกิดขึ้น ทองแดงและสังกะสีสามารถสร้างปฏิกิริยากัลวานิกในน้ำได้ ในระหว่างกระบวนการนี้ อิเล็กโทรดสองตัวจะก่อตัวขึ้นในลักษณะเดียวกับในแบตเตอรี่: อิเล็กโทรดทองแดงและอิเล็กโทรดสังกะสี ซึ่งทำหน้าที่เป็นแคโทดและแอโนด

สังกะสีสูญเสียอิเล็กตรอนที่ขั้วบวก สังกะสีจะค่อยๆ ละลาย: สังกะสีโลหะที่มีสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์ จะกลายเป็นไอออนของสังกะสีโดยมีประจุ +2 (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻) ซึ่งจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมาในกระบวนการ

อิเล็กตรอนไหลไปทางอิเล็กโทรดทองแดง อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจะเคลื่อนที่ไปยังอิเล็กโทรดทองแดง ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

อิเล็กตรอนอิสระถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตราบใดที่ปฏิกิริยายังดำเนินต่อไป อิเล็กตรอนอิสระก็จะถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่อง

อิเล็กตรอนอิสระจะกำจัดสารออกซิไดซ์อย่างแรง อิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้สามารถกำจัดสารออกซิไดซ์อย่างแรงในน้ำ เช่น คลอรีนที่ตกค้าง คลอรีนที่ตกค้างจะลดลงและถูกกำจัดออกจากน้ำ

โลหะหนักจะลดลงและสะสมอยู่บนอิเล็กโทรดทองแดง ไอออนของโลหะหนักบางชนิดในน้ำได้รับอิเล็กตรอนที่อิเล็กโทรดทองแดง จะถูกรีดิวซ์และก่อตัวเป็นตะกอน จึงถูกกำจัดออกจากน้ำ กระบวนการนี้จะเด่นชัดเป็นพิเศษเมื่อน้ำมีระดับการนำไฟฟ้าในระดับหนึ่ง

ต้องเน้นเงื่อนไขสำคัญประการหนึ่ง: ทั้งปริมาณโลหะหนักที่กำจัด KDF และประสิทธิภาพการกำจัดมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเข้มข้นเริ่มต้นและอัตราการไหลของน้ำ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เพื่อให้ KDF ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความเข้มข้นเริ่มต้นจะต้องลดลงและอัตราการไหลช้าลง ยิ่งน้ำสัมผัสกับสารกรองได้ละเอียดมากเท่าไร ปฏิกิริยาก็จะดำเนินต่อไปได้อย่างสมบูรณ์มากขึ้นเท่านั้น

4. ปัจจัยที่ส่งผลต่อผลการดำเนินงานของ KDF

ปัจจัยผลกระทบ

การนำไฟฟ้าของน้ำ ปฏิกิริยากัลวานิกจำเป็นต้องมีการนำไฟฟ้าในระดับหนึ่ง ถ้าค่าการนำไฟฟ้าไม่เพียงพอ ปฏิกิริยาจะไม่สามารถดำเนินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความเข้มข้นเริ่มต้น ยิ่งความเข้มข้นเริ่มต้นต่ำลง ก็สามารถกำจัดออกได้ง่ายขึ้น

อัตราการไหลของน้ำ อัตราการไหลที่ช้าลงช่วยให้มีเวลาสัมผัสนานขึ้นและกำจัดได้ละเอียดยิ่งขึ้น ถ้าไหลเร็วเกินไปก็จะไม่มีเวลาเพียงพอสำหรับปฏิกิริยา

ปริมาณของสื่อกรอง ปริมาณของสื่อกรองที่มากขึ้นจะเพิ่มความสามารถในการบำบัดและความสามารถในการรักษาประสิทธิภาพ

ตามตารางที่แสดง KDF ไม่ใช่สื่อกรองที่ "ทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อติดตั้งแล้ว" ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งานเป็นอย่างมาก นี่คือเหตุผลว่าทำไมประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์จึงแตกต่างกันอย่างมากระหว่างผลิตภัณฑ์จริง

5. ความคุ้มค่าของ KDF: มุมมองของผู้ผลิต

จากมุมมองของเราในฐานะผู้ผลิต การประเมิน KDF ของเรานั้นมีการวัดผลอย่างยุติธรรม

ในด้านหนึ่ง ต้นทุนของมันสูงอย่างแท้จริง

ใช้ทองแดงบริสุทธิ์และสังกะสีบริสุทธิ์เป็นวัตถุดิบ และต้องมีขั้นตอนการประมวลผลหลายขั้นตอน รวมถึงการหลอมและการทำให้เป็นเม็ด ทั้งวัสดุและกระบวนการผลิตมีราคาไม่แพงซึ่งมีส่วนทำให้ราคาค่อนข้างสูงโดยตรง

ในทางกลับกัน ประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นไม่แน่นอน

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ความสามารถของ KDF ในการกำจัดคลอรีนและโลหะหนักขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น การนำน้ำ ความเข้มข้นเริ่มต้น อัตราการไหล และปริมาณของตัวกลางที่ใช้ ภายใต้เงื่อนไขที่น้อยกว่าอุดมคติ อาจไม่สามารถส่งมอบประสิทธิภาพที่คาดหวังได้ แม้ว่าจะมีต้นทุนเกิดขึ้นแล้วก็ตาม

โดยรวมแล้ว เราไม่ถือว่า KDF มีความคุ้มทุนเป็นพิเศษจากมุมมองของผู้ผลิต

พูดตามตรง KDF ยังมีข้อได้เปรียบที่ยากต่อการทดแทน: สามารถรองรับทั้งการกำจัดคลอรีนและโลหะหนัก และค่อนข้างทนทานต่ออุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงยังคงมีคุณค่าในการใช้งานเฉพาะบางอย่าง อย่างไรก็ตาม เมื่อเลือกวัสดุและกำหนดสัดส่วนในผลิตภัณฑ์ เราจำเป็นต้องมีความชัดเจนว่าเงินที่ใช้ไปกับ KDF จะให้ประสิทธิภาพในระดับที่สอดคล้องกันจริงหรือไม่

6. สรุป

KDF เป็นโลหะผสมทองแดง-สังกะสี ผลิตโดยการหลอมและการทำแกรนูล และใช้เป็นสื่อกรองโลหะผสมโลหะผสมที่เป็นเม็ด

แบ่งออกเป็นเกรดต่างๆ ตามอัตราส่วนทองแดงต่อสังกะสี ตัวอย่างเช่น KDF85 = ทองแดง 85% + สังกะสี 15%

ในน้ำ KDF ทำงานผ่านปฏิกิริยากัลวานิก โดยสังกะสีทำหน้าที่เป็นขั้วบวก ทำให้สูญเสียอิเล็กตรอนและกลายเป็นไอออนของสังกะสีโดยมีประจุ +2 อิเล็กตรอนไหลไปยังอิเล็กโทรดทองแดงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอนอิสระที่เกิดขึ้นจะกำจัดสารออกซิไดซ์อย่างแรง เช่น คลอรีนที่ตกค้าง ในขณะที่ไอออนของโลหะหนักจะลดลงและสะสมอยู่บนอิเล็กโทรดทองแดง

ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงการนำน้ำ ความเข้มข้นเริ่มต้น อัตราการไหล และปริมาณของตัวกลางที่ใช้ ความเข้มข้นเริ่มต้นที่ต่ำกว่าและอัตราการไหลที่ช้าลงทำให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เนื่องจากวัตถุดิบและการแปรรูปมีราคาแพง ในขณะที่ประสิทธิภาพถูกจำกัดโดยสภาพการทำงาน KDF จึงไม่คุ้มต้นทุนเป็นพิเศษจากมุมมองของผู้ผลิต