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水处理中的泡沫问题-消泡剂相关知识

给排水处理技术与应用 2019-06-27 03:51:58

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水处理中的泡沫问题困扰了很多的人,调试初期泡沫、表面活性剂泡沫,冲击泡沫,过氧化泡沫,循环水处理中投加非氧化性杀菌剂产生的泡沫等等,所以水处理中消泡剂的使用就比较常见了,本文全面介绍消泡剂的原理、分类、选型及用量!

消泡原理

 消泡剂,也称消沫剂,原理有以下几点:

01

泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭

该种机理的起源是将高级醇或植物油撒在泡沫 上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后破裂。

02


破坏膜弹性而导致气泡破灭

消泡剂添加到泡沫体系中,会向气液界面扩散,使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。


03

促使液膜排液

消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破灭,泡沫排液的速率可以反映泡沫的稳定性,添加一种加速泡沫排液的物质,也可以起到消泡作用。


04

添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭

在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的 疏水端,使疏水颗粒产生亲水性并进入水相,从而起到消泡的作用。


05

增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭

某些能与溶液充分混合的低分子物质,可以使气泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降低。有这 种作用的低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类,不仅可减少表面层的表面活性剂浓度,而且还会溶入表面活性剂吸附层,降低表面活性剂分子间的紧密程度,从而减弱了泡沫的稳定性。


06

电解质瓦解表面活性剂双电层

对于借助泡沫的表面活性剂双电层互相作用,产生稳定性的起泡液,加入普通的电解质即可瓦解表面活性剂的双电层起消泡作用。


消泡剂分类


常用的消泡剂按成分不同可分为硅(树脂)类、表面活性剂类、链烷烃类和矿物油类。


01

硅(树脂)类

硅树脂消泡剂又称乳剂型消泡剂,使用方法是将硅树脂用乳化剂(表面活性剂)乳化分散在水中后投加到废水中。二氧化硅细粉是另一种消泡效果较好的硅类消泡剂。 


02

表面活性剂类

此类消泡剂其实是乳化剂,即利用表面活性剂的分散作用,使形成泡沫的物质在水中保持稳定的乳化状态分散,从而避免生成泡沫。


03

链烷烃类

链烷烃类消泡剂是用乳化剂把链烷烃蜡或其衍生物乳化分散后制成的消泡剂,其用途与表面活性剂类的乳化型消泡剂类似。


04

矿物油类

以矿物油为主要消泡成分。为了改善效果,有时混合金属皂、硅油、二氧化硅等物质一起使用。此外,为使矿物油容易扩散到发泡液表面,或者使金属皂等均匀分散在矿物油中,有时还可投加各种表面活性剂。


消泡剂的选型

 

选择消泡剂要符合以下几点:


01

在起泡液中不溶或难溶

为破灭泡沫,消泡剂应该在泡膜上浓缩、集中。对破泡剂的情况,应在瞬间浓缩、集中,对于抑泡的情况应经常保持在这种状态。所以消泡剂在起泡液中是过饱和状态,只有不溶或难溶才易于达到过饱和状态。不溶或难溶,才易于聚集在气液界面,才易于浓缩在泡膜上,才能在较低浓度下发挥作用。用于水体系的消泡剂,活性成分的分子,须为强疏水弱亲水,HLB值在1.5-3范围,作用才最好。


02

表面张力低于起泡液

只有消泡剂分子间作用力小,表面张力低于起泡液,消泡剂微粒才能够在泡膜上浸入及扩展。值得注意的是,起泡液的表面张力并非溶液的表面张力,而是助泡溶液的表面张力。


03

与起泡液有一定程度的亲和性

由于消泡过程实际上是泡沫崩溃速度与泡沫生成速度的竞争,所以消泡剂必须能在起泡液中快速分散,以便迅速在起泡液中较广泛的范围内发挥作用。要使消泡剂扩散较快,消泡剂活性成分须与起泡液具有一定程度的亲和性。消泡剂活性成分与起泡液过亲,会溶解;过疏又难于分散。只有亲疏适宜,效力才会好。


04

与起泡液不发生化学反应

消泡剂与起泡液发生反应,一方面消泡剂会丧失作用,另一方面可能产生有害物质,影响微生物的生长。


05

挥发性小,作用时间长

首先要确定需要使用消泡剂的体系,是水性体系或油性体系。如发酵行业,就要使用油性的消泡剂,如聚醚改性硅或聚醚类的。水性涂料行业就要用水性消泡剂,有机硅消泡剂。选择出消泡剂,比较添加量,在参考价格,可得出最适用最经济的消泡剂产品。


消泡剂用量

消泡剂的种类很多,不同类型的消泡剂所需要的添加量是不同的,下面我们为大家介绍一下六类消泡剂的添加量:


1、醇类消泡剂:醇类消泡剂使用时,用量一般在0.01-0.10%以内。


2、油脂类消泡剂:油脂类消泡剂的添加量在0.05-2%之间,脂肪酸酯类消泡剂的添加量是0.002-0.2%之间。


3、酰胺类消泡剂:酰胺类消泡剂效果比较好,添加量一般在0.002-0.005%以内。


4、磷酸酸类消泡剂:磷酸酸类消泡剂最常用在纤维和润滑油中,添加量为0.025-0.25%之间。


5、胺类消泡剂:胺类消泡剂主要在纤维加工中使用,添加量为0.02-2%。


6、醚类消泡剂:醚类消泡剂在造纸印染、净洗中用的比较多,添加量一般是0.025-0.25%。

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