本指南適用于氯氣處理過的市政自來水。包括居民（家用）、商業、學校、公用事業及輕工業、建筑工地和工廠等使用自來水的場所，其用水流量在3~324加侖/分鐘（11～1226 L/min）范圍內。（其他的KDF處理介質和使用手冊函索即寄）
2．什么是KDF55處理介質
KDF水處理介質是一種獨一無二的、新穎的，符合環保要求的水處理介質。是目前較為理想的水處理方法。KDF55處理介質為高純銅/鋅合金，通過電化學氧化—還原（電子轉移）反應有效地減少或除去水中的氯和重金屬，并抑制水中微生物的生長繁殖。
KDF55處理介質滿足美國環境保護署（EPA），聯邦藥物管理局（FDA）、水質協會（WQA）和國家衛生基金會（NSF）關于飲用水中最高鋅和銅含量的標準的要求，如KDF處理介質能去除水中濃度為10ppm的氯，但仍能滿足EPA關于飲用水中最高允許含鋅量的規定。
3．KDF55處理介質的作用及機理
KDF處理水的原理是利用氧化還原反應，KDF與水中氧化性有害物質進行電子交換，把許多有害物質變為無害物質。
3.1 使用壽命長，可重復循環使用（詳見4、5類介紹）
3.2 減少礦物結垢
KDF處理介質對碳酸鈣垢的作用有二個方面。
一方面，根據pH、二氧化碳濃度和碳酸鈣溶解度之間的關系，當二氧化碳從溶液中除去時，pH值升高，因而使碳酸鈣的溶解度降低；KDF55通過電化學反應也使水的pH值升高，降低碳酸鈣的溶解度，結果使碳酸鈣垢容易析出。
另一方面，由于KDF處理介質中鋅離子的溶出，水中的鋅離子含量有所增加，水中鋅離子的存在能改變垢的晶體生長機理，使水中的碳酸鈣垢以文石的結晶形態產生沉淀，在容器的器壁上形成軟垢，而不是結晶為方解石型的硬垢。曾有人研究過水中雜質存在對方解石結晶生長的影響，研究發現，即使鋅離子的濃度很低時，也能阻止方解石結晶的形成。
通過試驗可以進一步證明，KDF處理介質防止礦物硬垢的形成和積累，主要是阻止方解石形態碳酸鈣的結晶。采用掃描電子顯微鏡和X射線衍射進行結晶學研究證明，未經KDF處理的水中產生的硬垢是一些相對大的、具有規則形態的針狀鈣鹽和鎂鹽的結晶，這些鹽類質地堅硬、溶解度低、具有網狀結構，是玻璃石灰石垢。經過KDF處理介質的水中結成的垢，從根本上改變了碳酸鈣（鎂）結晶的形態，垢形相對變小，外觀平坦呈圓形、顆粒形和棒形，都是由不堅硬的粉狀成分組成的，這些成分不會粘附于金屬、塑料或陶瓷的表面，很容易用物理過濾方法將它們除去。
3.3 減少懸浮固體
KDF55處理介質的顆粒平均尺寸大約為60目，最小的顆粒約115目，也能起到物理過濾去除懸浮物質的作用，通常KDF55過濾介質能夠有效地去除直徑小至50μm的顆粒。
由鋼鐵材料制成的輸水管件腐蝕時，鐵氧化形成FeO膠體，FeO與KDF接觸，也可以發生氧化還原反應，FeO最終形成Fe2O3固體沉淀在KDF表面，可用反沖洗方法將它們去除，化學反應式如下：
2Cu+FeO  Cu2O+Fe
4Fe+3O2  2Fe2O3
3.4 去除氧化劑（余氯）
KDF55能去除水中的氧化劑，例如余氯。該作用是通過電化學氧化還原反應完成的。氧化還原反應的發生是因為KDF55是由二種不同的金屬組成的，與水接觸時，合金中電位正的銅成為陰極，而電位負的鋅是陽極。在陰極發生還原反應，陽極發生氧化反應。鋅陽極在反應中失去了電子，鋅離子成為犧牲者進入溶液，銅陰極上發生游離氯的還原反應，而不會發生金屬銅的溶解，水和余氯成為最后的電子接受者，同時生成氫離子、氫氧根離子和氯離子，總反應式如下：
Zn+HOCl+H2O+2e-     Zn2+ +Cl-+H++2OH-
水中其他的氧化劑，如臭氧、溴、碘等與KDF55接觸后也能進行氧化還原反應。
3.5 抑制微生物的繁殖
美國環境保護署將KDF55處理介質作為一種微生物抑制劑，說明該處理介質能起到抑制微生物繁殖的作用，但不能完全殺滅微生物種群。KDF55處理介質不是通過一種機理、而是幾種機理控制微生物的生長繁殖，通過每一種的單獨作用或協同作用來達到抑制微生物的作用。主要機理包括：氧化還原電位的變化，氫氧根離子和過氧化氫的形成，介質中鋅的溶出等。在一般情況下，KDF55處理介質作為反滲透膜的預處理手段時，能夠抑制細菌、藻類等微生物的繁殖，從而防止了微生物對膜的破壞。
3.5.1 氧化還原電位的變化
水通過KDF55處理介質時，其氧化還原電位從+200mV變化到-500 mV，在一般情況下，各種類型的微生物只能在特定的氧化還原電位下生長，電位的大幅度變化，能破壞細菌的細胞，從而控制了微生物的生長。但是，水的氧化還原電位變化很小，用KDF控制細菌，必須使細菌與KDF直接接觸，KDF對細菌的抑制作用主要發生于KDF-水接觸面上，所以僅靠氧化還原電位的變化并不能完全控制微生物。
3.5.2 氫氧根離子和過氧化氫
美國印第安納州南本德圣母大學在研究KDF處理介質降低水中鐵離子濃度時發現，在KDF將二價鐵氧化到三價鐵的過程中會產生氫氧根離子和過氧化氫，這就可以抑制那些在低氧化電位時尚能存活，但對氫氧根離子和過氧化氫敏感的微生物，但是氫氧根離子和過氧化氫的壽命短，只是在過濾過程中具有高的反應活性，對微生物的抑制效果比較明顯，在流出水中的殘余效應比較小。
3.5.3 鋅離子對微生物的控制
KDF處理介質中釋放出來的鋅對微生物有明顯的控制作用，鋅能阻止酶的合成，從而影響有機體的正常生長，達到抑制微生物繁殖的目的。
另外，KDF55介質通過阻止葉綠素合成而控制藻類生長，鋅離子的存在從本質上降低了有機體從光合作用生產食物的能力，細菌種群的食物和能量來源是依靠藻類群落，藻類的減少將顯著影響細菌的生長。
3.6 重金屬的去除
KDF處理介質可以去除水中的重金屬離子，如鉛、汞、銅、鎳、鎘、砷、銻、鋁和其他許多可溶性重金屬離子，它們的去除是通過電化學氧化還原反應和催化作用完成的。
KDF55去除重金屬離子的機理如下：金屬離子鍍覆于KDF處理介質的表面或進入KDF晶格中，從而使有毒重金屬污染物結合在KDF上。例如，水中溶解的鉛離子還原成不溶性的鉛原子，并鍍覆于KDF介質的表面； X射線衍射研究發現汞的去除是形成了銅—汞合金。
KDF處理重金屬離子的化學反應式如下：
Zn/Cu/Zn+Pb(NO3)2  Zn/Cu/Pb + Zn(NO3)2
Zn/Cu/Zn+HgCl2    Zn/Cu/Hg+ ZnCl2
金屬離子在水的pH升高時水解形成金屬氫氧化物沉淀，也能去除金屬離子。
3.7 去除硫化氫
在應用膜法進行水處理時，如果選用地下水作水源，水中可能存在硫化氫，硫化氫如被氧化成硫磺就會污染膜表面，KDF55過濾介質有去除硫化氫的功能，生成的硫化銅不溶于水，可在KDF55介質反沖洗時去除，化學反應式如下：
Cu/Zn+H2S  Cu/Zn+CuS+H2
2H2+O2    2H2O
4．KDF55處理介質的使用方法及壽命
4.1 使用反沖洗裝置
在大多數以電化學氧化還原過程為基礎的水中會形成少量的氧化物，隨之而產生的鈣/鎂沉淀物必須定時清除。選擇知名廠家生產的3步循環反沖控制閥、采用高流量反沖裝置，可以除去任何滯留在KDF表面的污物，反沖流速應是正常使用流速的2倍。反沖洗時間為10分鐘，然后凈化漂洗3分鐘。每周至少進行兩次反沖，如必要時可適當增加，但每次反沖時間不宜超過10分鐘。反沖流速受反沖水溫、介質的類型、顆粒尺寸、介質密度等因素的影響。
KDF55處理介質堆積密度為171磅/立方英尺（2.74g/cm3）。這樣高密度介質反沖水流速要達到正常用水流速的2倍，需39gpm/平方英尺（2.65cm/s）的回流速率。如水溫比較低可采用稍低的反沖速度。溫度稍高的水用較高的水流速度反沖。如果由于泵及管子的尺寸限制使反沖水流速率達不到正常流速的2倍，應使用2個KDF55反應床，并使每一個反應床都達到正常流速的1.5倍。依次類推，當KDF反應床足夠多時，反沖也可使用正常的水流速度來完成。（計算略）
推薦的操作條件（用3步循環反沖控制閥）
正常水流流速（10"床深） 15gpm/平方英尺（57升/分鐘）
反沖10分鐘 速率：正常水流流速的2倍
凈化/漂洗3分鐘 速率； 正常水流流速的2倍
介質床擴張 反沖：10～15%
無基板 20%
最小床深（6"） 10英尺
pH范圍：飲用水 6.5~8.5
溶解性總固體流量 ＞150ppm(毫克/升)/分鐘
水溫(水流) 350-2120F
4.2 KDF55處理介質的高壽命
所有的水處理介質都具有一個有效期。硅砂（SiO2）無疑是壽命最長的過濾介質，其次就是使用KDF55處理介質。
有兩種情況會降低KDF55處理介質的使用壽命，每一種都需很長時間。**種是水中余氯的含量比鋅的溶解量要大得多時，余氯濃度為0.55ppm的市政自來水通過KDF55僅產生0.25ppm的鋅，除去10ppm的氯，其鋅的含量也不會超標。第二種是KDF55的物理降解，如腐蝕、磨擦或消耗，但是物理作用對KDF55使用壽命影響很小。根據保守的估計，KDF55處理介質的使用壽命為10年。其主要依據如下：
* 經過6年的實際應用，由氯的減少量推算出消耗1/3立方英尺的KDF55這樣計算其壽命可達25年。
* 在實驗室內用含10ppm氯的水進行加速實驗，使KDF55介質完全消耗掉，推算KDF壽命可達26.5年。
* 1/3立方英尺的KDF55介質用200萬加侖含0.5~1.2ppm氯的自來水處理兩年，推算出其壽命達23.4年。
* 一個五口之家（每人每天耗50加侖水）每天用250加侖自來水，含0.5ppm氯通過1/3立方英尺KDF55介質推算出理論壽命為24.4年。
5．KDF55介質標準
介質組成 原子化高純銅鋅合金
顏色 金黃
外觀狀態 顆粒
目數（U.S.Mesh） 10～100目
顆粒大小范圍 2.00~0.145mm
堆積密度 2.4～2.9克/立方厘米（171磅/立方英尺）
濁度 ＞20 NTU
味道 無
6．用KDF55處理介質進行高純水生產預處理簡介
用KDF55介質進行水的預處理是一種簡單、低耗的方法。對于微濾、超濾、反滲透膜、離子交換樹脂、顆粒狀活性炭，KDF介質能夠保護這些昂貴易損的水處理組件不受氯、微生物、結垢的影響。此外，KDF55介質能去除高達98%的重金屬，如Pb 、Cd、 Ce、 Ag、 Ar、Al、 Se、 Cu、 Hg，另外，借助沉淀在KDF介質上發生的氧化還原反應還可以降低水中碳酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽。
影響膜分離工藝效率的主要問題是各種污染物在膜表面的沉積，造成膜表面孔的堵塞，這已是無可爭議的事實。KDF55介質與微濾、超濾、反滲透膜、離子交換樹脂、顆粒活性炭相比，在提高水處理效率和持續保持高效方面具有更多的優勢，消耗更低。
8．從廚房水龍頭到工業冷卻水處理中的應用
KDF介質可應用于很多的水處理預處理及污水處理方面。以下為幾個例子：
8.1 國內研究結果
北京工業大學呂亞文等對KDF的反滲透預處理系統中的可行性研究證明：
（1） KDF去除余氯的效果明顯
在實驗條件下，出水完全能夠滿足反滲預處理對余氯含量的要求，甚至在濾速為96m/min的條件下，余氯的去除率仍在99%以上，對霉菌和酵母的去除率更高；除此以外還具有延時殺菌的效果。
（2） KDF對重金屬離子具有一定的去除作用
（3） KDF具有一定的阻垢效能
8.2 國外應用情況
（1） 去除市政飲用水中的余氯
KDF處理介質正日益被用來替代或與活性炭過濾器聯合使用，去除市政自來水中的余氯（可高達99%），其主要特點是使用壽命長。進行KDF介質預處理可延長顆粒活性炭的使用壽命，并保護活性炭濾層（床）免受細菌污染。
同時KDF介質可去除鉛及其他重金屬，去除率高達98%，重金屬的污染問題正日益引起衛生部門的高度重視。
（2） 保護反滲透裝置
反滲透膜很容易受氯腐蝕。KDF介質可代替活性炭處理以保護反滲透（RO）裝置免受氯氣、細菌污染。
活性炭過濾器也可有效地去除余氯，但是由于活性炭在高氯水中會很快吸附飽和，所以在操作時必須嚴格控制水中氯氣的濃度，而且活性炭過濾床容易孳生細菌。KDF處理介質除氯率高，有抑制微生物繁殖的作用，因而可為反滲透膜提供了穩定、長期的保護。
美國美國現代中西部門診部實驗室處理量為 355L/d的反滲透裝置，裝了KDF55過濾介質預處理設備后，膜的使用壽命明顯延長。實驗室的操作管理人員的報告表明：反滲透膜工作了整整八年，給美國病理學院提供了大量試劑用水，出水水質一直保持在一級水平。
（3） 抑制冷卻水中細菌及藻類的繁殖、減少結垢
冷卻塔及水冷式熱交換器中的水常被加溫并曝于空氣——因而成為細菌、藻類繁殖的絕好溫床（例如Legionella（軍團病）可得自冷卻塔）。傳統化學法通過投加藥劑控制冷卻塔中藻類及細菌生長，其費用昂貴，后續污水處理成本也高。
KDF處理介質處理冷卻水成本低，可有效控制藻類及細菌生長，不使用對環境有害的化學物質。另外，經KDF介質處理后的水可減少硬水垢的生成。
（4） KDF處理介質與其它凈水系統
KDF介質可以控制顆粒活性炭層或活性炭濾芯內細菌、藻類的繁殖。當活性炭與KDF處理介質一起使用時，活性炭去除有機雜質及余氯的能力增強。
KDF處理介質也可以代替滲銀活性炭。因為銀是有毒金屬，故滲銀活性炭必須在美國環境保護署注冊。KDF介質則不必作為有毒的微生物抑制劑在美國環保署注冊。KDF處理介質通過廢金屬回收（循環）系統來達到自我循環，比滲銀活性炭成本低得多。
（5） KDF介質也能有效地保護昂貴的離子交換器免受氯及微生物的污染。
可以去除水中的余氯；能有效地控制微生物的生長；阻止硬垢的積累等。