KDF 是美國(guó)科(kē)學(xué)家发明的一种极其昂贵、高效的最新(xīn)水处理(lǐ)滤料名称，因為(wèi)其高效且昂贵，俗称水黄金，意指比黄金还贵。
它通过微電(diàn)化學(xué)氧化-还原反应Redox进行水处理(lǐ)工作，在与水接触时，合金中的两种金属在亚微观尺度上构成无数小(xiǎo)的原電(diàn)池系统，这种材料在水中具有(yǒu)强大的反应能(néng)力和极快的反应速度，可(kě)以清除水中高达99%的氯和水中溶解的铅、汞、镍、铬等金属离子和化合物(wù)。对抑制细菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著。被用(yòng)于预处理(lǐ)、主处理(lǐ)与废水处理(lǐ)设备。KDF 完善或取代现有(yǒu)技术，可(kě)大辐度延長(cháng)了系统寿命，减少了重金属、微生物(wù)、污垢，降低了总费用(yòng)，减化系统维护。
KDF 仅在美國(guó)就获 14 项专利，是目前最安全、昂贵的水处理(lǐ)滤料，综合净水效果优于目前其它任何一种技术。
它有(yǒu)六大功能(néng)：
◆ 去除强氧化剂(余氯)
KDF 具有(yǒu)强大的还原能(néng)力，能(néng)去除水中的各种强氧化剂，对余氯特别有(yǒu)效。KDF 是由铜、锌二种不同的金属组成的，与水接触时，合金中電(diàn)位正的铜成為(wèi)阴极，而電(diàn)位负的锌是阳极，构成原電(diàn)池。锌阳极在反应中失去了電(diàn)子，生成锌离子进入溶液，铜阴极上发生游离氯的还原反应，而不会发生金属铜的溶解，水和余氯成為(wèi)最后的電(diàn)子接受者，同时生成氢离子、氢氧根离子和氯离子总反应式如下：
Zn+HOCl+H2O+2e—Zn2++Cl-+H++2OH-
水中其他(tā)的氧化剂，如臭氧、溴、碘等与KDF 接触后也能(néng)发生类似的氧化还原反应。
◆ 去除重金属
KDF 处理(lǐ)介质可(kě)以去除水中的多(duō)种重金属离子，如铅、汞、铜、镍、镉、砷、锑、铝和其他(tā)许多(duō)可(kě)溶性重金属离子，它们的去除是通过置换反应和物(wù)理(lǐ)和化學(xué)吸附反应来完成的。KDF 去除重金属离子的机理(lǐ)如下：金属离子吸附于KDF 处理(lǐ)介质的表面并与KDF 中的锌发生置换反应，生成的金属或吸附在KDF 表面，或进入KDF 晶格中，从而使有(yǒu)毒重金属污染物(wù)结合在KDF 上。例如，水中溶解的铅离子还原成不溶性的铅原子，并吸附于KDF 介质的表面,汞离子与KDF 也发生类似的反应，X射線(xiàn)衍射研究发现汞的去除是形成了铜－汞合金。KDF 处理(lǐ)重金属离子的化學(xué)反应式如下：
Zn/Cu/Zn+Pb2+ →Zn/Cu/Pb+Zn2+
Zn/Cu/Zn+Hg2+→Zn/Cu/Hg+Zn2+
金属离子在水的PH升高时水解形成金属氢氧化物(wù)沉淀，也能(néng)去除金属离子。
◆ 去除硫化氢
在应用(yòng)膜法进行水处理(lǐ)时，如果选用(yòng)地下水作水源，水中可(kě)能(néng)存在硫化氢，硫化氢如被氧化成硫磺就会污染滤膜表面，KDF 过滤介质有(yǒu)去除硫化氢的功能(néng)，生成的硫化铜不溶于水，可(kě)在KDF 介质反冲洗时去除，化學(xué)反应式如下：
Cu/Zn + H2S → Cu/Zn + CuS + H2
2H2 +02 →2H20
◆ 减少悬浮固體(tǐ)
KDF 处理(lǐ)介质的颗粒平均尺寸大约為(wèi)60目，最小(xiǎo)的颗粒约110目，也能(néng)起到物(wù)理(lǐ)过滤去除悬浮物(wù)质的作用(yòng)，通常KDF 过滤介质能(néng)够有(yǒu)效地去除直径小(xiǎo)于至50μm的颗粒。
由钢铁材料制成的输水管件腐蚀时，铁氧化形成FeO胶體(tǐ)，FeO与凯得菲KDF）接触，也可(kě)以发生氧化还原反应，FeO最终形成Fe2O3固體(tǐ)沉淀在KDF 表面，可(kě)用(yòng)反冲洗方法将它们去除，化學(xué)反应式如下：
Zn + FeO ＝ ZnO + Fe
2Fe + 3O2＝2Fe2O3
◆ 减少矿物(wù)质结垢
KDF 处理(lǐ)介质对碳酸钙垢的作用(yòng)有(yǒu)两个方面。
★ 一方面，根据PH、二氧化碳浓度和碳酸钙溶解度之间的关系，当二氧化碳从溶液中除去时，PH值升高，因而使碳酸钙的溶解度降低。KDF 通过電(diàn)化學(xué)反应也使水的PH值升高，降低碳酸钙的溶解度，结果使碳酸钙垢容易析出。
★ 另一方面，由于 KDF 处理(lǐ)介质中锌离子的溶出，水中的锌离子含量有(yǒu)所增加，水中锌离子的存在能(néng)改变垢的晶體(tǐ)生長(cháng)机理(lǐ)，使水中的碳酸钙垢以文(wén)石的结晶形态产生沉淀，在容器的器壁上形成软垢，而不是结晶為(wèi)方解石型的硬垢。曾有(yǒu)人研究过水中杂质存在对方解石结晶生長(cháng)的影响，研究发现，即使锌离子的浓度很(hěn)低时，也能(néng)阻止方解石结晶的形成。
通过试验可(kě)以进一步证明， KDF 处理(lǐ)介质防止矿物(wù)硬垢的形成和积累，主要是阻止方解石形态碳酸钙的结晶。采用(yòng)扫描電(diàn)子显微镜和X射線(xiàn)衍射进行结晶學(xué)研究证明，未经 KDF 处理(lǐ)的水中产生的硬垢是一些相对大的、具有(yǒu)规则形态的针状钙盐和镁盐的结晶，这些盐类质地坚硬、溶解度低、具有(yǒu)网状结构，是玻璃石灰石垢，经过 KDF 处理(lǐ)介质的水中结成的垢，从根本上改变了碳酸钙（镁）结晶的形态，垢形相对变小(xiǎo)，外观平坦呈圆形、颗粒形和棒形，都是由不坚硬的粉状成分(fēn)组成的，这些成分(fēn)不会粘附于金属、塑料或陶瓷的表面，很(hěn)容易用(yòng)物(wù)理(lǐ)过滤方法将它们除去。
◆ 抑制微生物(wù)繁殖
KDF 处理(lǐ)介质不是通过一种机理(lǐ)、而是几种机理(lǐ)控制微生物(wù)的生長(cháng)繁殖，通过每一种的单独作用(yòng)或协同作用(yòng)来达到抑制微生物(wù)的作用(yòng)。主要机理(lǐ)包括：氧化还原電(diàn)位的变化，氢氧根离子和过氧化氢的形成，介质中锌的溶出等。在一般情况下， KDF 处理(lǐ)介质作為(wèi)反渗透膜的预处理(lǐ)手段时，能(néng)够抑制细菌、藻类等微生物(wù)的繁殖，从而防止了微生物(wù)对膜的破坏。
★ 氧化还原電(diàn)位的变化
水通过 KDF 处理(lǐ)介质时，其氧化还原電(diàn)位从＋200mV变化到－500mV，在一般情况下，各种类型的微生物(wù)只能(néng)在特定的氧化还原電(diàn)位下生長(cháng)，電(diàn)位的大幅度变化，能(néng)破坏细菌的细胞，从而控制了微生物(wù)的生長(cháng)。但是，水的氧化还原電(diàn)位变化很(hěn)小(xiǎo)，用(yòng) KDF 控制细菌，必须使细菌与KDF 直接接触，KDF 对细菌的抑制作用(yòng)主要发生于 KDF 与水接触面上，所以仅靠氧化还原電(diàn)位的变化并不能(néng)完全控制微生物(wù)。
★ 氢氧根离子和过氧化氢
KDF 将二价铁氧化到三价铁的过程中会产生氢氧根离子和过氧化氢，这就可(kě)以抑制那些在低氧化電(diàn)位时尚能(néng)存活，但对氢离子和过氧化氢敏感的微生物(wù)，但是氢氧根离子和过氧化氢的寿命短，只是在过滤过程中具有(yǒu)高的反应活性，对微生物(wù)的抑制效果比较明显，在流出水中的残余效应比较小(xiǎo)。
★ 锌离子对微生物(wù)的控制
KDF 处理(lǐ)介质中释放出来的锌对微生物(wù)有(yǒu)明显的控制作用(yòng)，锌能(néng)阻止酶的合成，从而影响有(yǒu)机體(tǐ)的正常生長(cháng)，达到抑制微生物(wù)繁殖的目的.另外，KDF 介质通过阻止叶绿素合成而控制藻类生長(cháng)，锌离子的存在从本质上降低了有(yǒu)机體(tǐ)从光合作用(yòng)生产食物(wù)的能(néng)力，这将显著影响细菌的生長(cháng)。
