Lọc nước bằng vật liệu đồng kẽm

Lọc nước bằng vật liệu đồng kẽm (KDF): KDF là viết tắt của Kinetic degradation fluxion, là loại vật liệu xử lý nước mà thành phần là sự kết hợp của đồng và kẽm, để khi tiếp xúc với nước sẽ tạo ra phản ứng điện hóa. Trong phản ứng này, Kẽm (Zn) hoạt động như một điện cực dương còn Đồng (Cu) hoạt động như một điện cực âm. Các ion phân ly từ các chất ô nhiễm trong nước được loại bỏ bằng quá trình trao đổi ion (phản ứng ô xy hóa khử), và chuyển thành các hợp chất vô hại. Chẳng hạn như quá trình khử clo dư và các hợp chất clo trong nước, ion Clo được chuyển đổi thành clorua lành tính, hòa tan trong nước. Tương tự như vậy, một số kim loại nặng như đồng, chì, thủy ngân, arsen..., tiếp xúc với bề mặt của vật liệu lọc sẽ được loại bỏ hiệu quả ra khỏi nước. Phản ứng ô xy hóa khử này cũng tạo ra một điện thế khoảng 300 mV, có thể có tác dụng ức chế sự sinh trưởng, phát triển của các vi sinh vật trong nước, bên cạnh việc hình thành các gốc hydroxyl trong suốt quá trình phản ứng.
Vật liệu lọc KDF không giúp tiêu diệt triệt để các vi sinh vật và kháng sinh, cũng như hiệu quả xử lý các hợp chất hữu cơ trong nước không cao, đặc biệt là thành phần thuốc trừ sâu phốt phát hữu cơ nên KDF cần thiết phải có sự kết hợp với than hoạt tính để khắc phục hiện trạng này, và cũng hỗ trợ kéo dài tuổi thọ của than hoạt tính.

Hóa học

Trong quá trình lọc, kẽm đóng vai trò là cực dương và đồng là cực âm trong tế bào điện phân. Các chất gây ô nhiễm ion được loại bỏ bằng cách trao đổi điện tử (phản ứng oxi hóa khử), trong đó chúng được chuyển đổi thành dạng trơ sinh lý hơn. Phản ứng oxi hóa khử này tạo ra điện thế khoảng 300mV, có thể chịu trách nhiệm cho tác dụng kháng khuẩn một phần, cùng với các gốc hydroxyl hình thành trong quá trình.

Thông số kỹ thuật

Quá trình này có thể loại bỏ clo, hydro sunfua, kim loại nặng, sắt và có thể làm giảm một số chất gây ô nhiễm vô cơ. Bộ lọc cũng ức chế sự phát triển của tảo, nấm và vi khuẩn ở một mức độ nào đó. Công nghệ lọc KDF đã được ứng dụng khá phổ biến trong xử lý nước cấp đô thị, và xử lý nước thải y tế và nha khoa, cũng như cho nước thải công nghiệp. Các sản phẩm xử lý nước sử dụng công nghệ KDF có thể là các máy lọc nước tại một điểm sử dụng (POU - point of use) (tại chậu rửa, tại vòi nước hoặc tại vòi sen...) hoặc cũng thể là sản phẩm xử lý nước cho toàn bộ tòa nhà tại vị trí nước tổng vào tòa nhà
Một trong những phương pháp thương mại được mô tả trước đây để lọc nước bằng hợp kim đồng kẽm là thông qua môi trường từ thông suy thoái động học (KDF/ KDF55/ KDF88), một sản phẩm bao gồm các kim loại đồng và kẽm đã được hoạt hóa với tỷ lệ khác nhau của hợp kim kẽm và đồng. Nó được phát triển vào năm 1984 và được cấp bằng sáng chế bởi Don Heskett vào năm 1987. Một giá thể truyền thống thay thế KDF là một lưới kim loại mịn tương tự như sợi thép siêu mịn.
KDF được chứng nhận theo Tiêu chuẩn quốc tế 61 của NSF cho các ứng dụng dùng trong các nhà máy xử lý nước, và tiêu chuẩn NSF 2010 cho các đơn vị xử lý nước uống. Một báo cáo năm 2005 của Bộ Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ cho thấy, trong điều kiện hoạt động bình thường, việc xử lý nước ngầm bị ô nhiễm ở khu vực Brook Brook bao gồm KDF và lọc than hoạt tính đã loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và thủy ngân tới tiêu chuẩn cho phép, phù hợp với tiêu chuẩn nước uống Tới nay, một số hãng lọc nước cao cấp của Mỹ (Pentair, Paragon Water) công bố sử dụng vật liệu KDF trên lõi lọc nhằm tăng cường khả năng loại bỏ kim loại nặng và Clo trong nước.