水處理中的泡沫問(wèn)題困擾了很多的人,調試初期泡沫、表面活性劑泡沫,沖擊泡沫,過(guò)氧化泡沫,循環(huán)水處理中投加非氧化性殺菌劑產(chǎn)生的泡沫等等,所以水處理中消泡劑的使用就比較常見(jiàn)了,本文全面介紹消泡劑的原理、分類(lèi)、選型及用量!
消泡原理
消泡劑,也稱(chēng)消沫劑,原理有以下幾點(diǎn):
01
泡沫局部表面張力降低導致泡沫破滅
該種機理的起源是將高級醇或植物油撒在泡沫 上,當其溶入泡沫液,會(huì )顯著(zhù)降低該處的表面張力。因為這些物質(zhì)一般對水的溶解度較小,表面張力的降低僅限于泡沫的局部,而泡沫周?chē)谋砻鎻埩缀鯖](méi)有變化。表面張力降低的部分被強烈地向四周牽引、延伸,最后破裂。
02
破壞膜彈性而導致氣泡破滅
消泡劑添加到泡沫體系中,會(huì )向氣液界面擴散,使具有穩泡作用的表面活性劑難以發(fā)生恢復膜彈性的能力。
03
促使液膜排液
消泡劑能促使液膜排液,因而導致氣泡破滅,泡沫排液的速率可以反映泡沫的穩定性,添加一種加速泡沫排液的物質(zhì),也可以起到消泡作用。
04
添加疏水固體顆粒可導致氣泡破滅
在氣泡表面疏水固體顆粒會(huì )吸引表面活性劑的 疏水端,使疏水顆粒產(chǎn)生親水性并進(jìn)入水相,從而起到消泡的作用。
05
增溶助泡表面活性劑可導致氣泡破滅
某些能與溶液充分混合的低分子物質(zhì),可以使氣泡表面活性劑被增溶、使其有效濃度降低。有這 種作用的低分子物質(zhì)如辛醇、乙醇、丙醇等醇類(lèi),不僅可減少表面層的表面活性劑濃度,而且還會(huì )溶入表面活性劑吸附層,降低表面活性劑分子間的緊密程度,從而減弱了泡沫的穩定性。
06
電解質(zhì)瓦解表面活性劑雙電層
對于借助泡沫的表面活性劑雙電層互相作用,產(chǎn)生穩定性的起泡液,加入普通的電解質(zhì)即可瓦解表面活性劑的雙電層起消泡作用。
消泡劑分類(lèi)
常用的消泡劑按成分不同可分為硅(樹(shù)脂)類(lèi)、表面活性劑類(lèi)、鏈烷烴類(lèi)和礦物油類(lèi)。
01
硅(樹(shù)脂)類(lèi)
硅樹(shù)脂消泡劑又稱(chēng)乳劑型消泡劑,使用方法是將硅樹(shù)脂用乳化劑(表面活性劑)乳化分散在水中后投加到廢水中。二氧化硅細粉是另一種消泡效果較好的硅類(lèi)消泡劑。
02
表面活性劑類(lèi)
此類(lèi)消泡劑其實(shí)是乳化劑,即利用表面活性劑的分散作用,使形成泡沫的物質(zhì)在水中保持穩定的乳化狀態(tài)分散,從而避免生成泡沫。
03
鏈烷烴類(lèi)
鏈烷烴類(lèi)消泡劑是用乳化劑把鏈烷烴蠟或其衍生物乳化分散后制成的消泡劑,其用途與表面活性劑類(lèi)的乳化型消泡劑類(lèi)似。
04
礦物油類(lèi)
以礦物油為主要消泡成分。為了改善效果,有時(shí)混合金屬皂、硅油、二氧化硅等物質(zhì)一起使用。此外,為使礦物油容易擴散到發(fā)泡液表面,或者使金屬皂等均勻分散在礦物油中,有時(shí)還可投加各種表面活性劑。
消泡劑的選型
選擇消泡劑要符合以下幾點(diǎn):
01
在起泡液中不溶或難溶
為破滅泡沫,消泡劑應該在泡膜上濃縮、集中。對破泡劑的情況,應在瞬間濃縮、集中,對于抑泡的情況應經(jīng)常保持在這種狀態(tài)。所以消泡劑在起泡液中是過(guò)飽和狀態(tài),只有不溶或難溶才易于達到過(guò)飽和狀態(tài)。不溶或難溶,才易于聚集在氣液界面,才易于濃縮在泡膜上,才能在較低濃度下發(fā)揮作用。用于水體系的消泡劑,活性成分的分子,須為強疏水弱親水,HLB值在1.5-3范圍,作用才最好。
02
表面張力低于起泡液
只有消泡劑分子間作用力小,表面張力低于起泡液,消泡劑微粒才能夠在泡膜上浸入及擴展。值得注意的是,起泡液的表面張力并非溶液的表面張力,而是助泡溶液的表面張力。
03
與起泡液有一定程度的親和性
由于消泡過(guò)程實(shí)際上是泡沫崩潰速度與泡沫生成速度的競爭,所以消泡劑必須能在起泡液中快速分散,以便迅速在起泡液中較廣泛的范圍內發(fā)揮作用。要使消泡劑擴散較快,消泡劑活性成分須與起泡液具有一定程度的親和性。消泡劑活性成分與起泡液過(guò)親,會(huì )溶解;過(guò)疏又難于分散。只有親疏適宜,效力才會(huì )好。
04
與起泡液不發(fā)生化學(xué)反應
消泡劑與起泡液發(fā)生反應,一方面消泡劑會(huì )喪失作用,另一方面可能產(chǎn)生有害物質(zhì),影響微生物的生長(cháng)。
05
揮發(fā)性小,作用時(shí)間長(cháng)
首先要確定需要使用消泡劑的體系,是水性體系或油性體系。如發(fā)酵行業(yè),就要使用油性的消泡劑,如聚醚改性硅或聚醚類(lèi)的。水性涂料行業(yè)就要用水性消泡劑,有機硅消泡劑。選擇出消泡劑,比較添加量,在參考價(jià)格,可得出最適用最經(jīng)濟的消泡劑產(chǎn)品。
消泡劑用量
消泡劑的種類(lèi)很多,不同類(lèi)型的消泡劑所需要的添加量是不同的,下面我們?yōu)榇蠹医榻B一下六類(lèi)消泡劑的添加量:
1、醇類(lèi)消泡劑:醇類(lèi)消泡劑使用時(shí),用量一般在0.01-0.10%以?xún)取?/span>
2、油脂類(lèi)消泡劑:油脂類(lèi)消泡劑的添加量在0.05-2%之間,脂肪酸酯類(lèi)消泡劑的添加量是0.002-0.2%之間。
3、酰胺類(lèi)消泡劑:酰胺類(lèi)消泡劑效果比較好,添加量一般在0.002-0.005%以?xún)取?/span>
4、磷酸酸類(lèi)消泡劑:磷酸酸類(lèi)消泡劑最常用在纖維和潤滑油中,添加量為0.025-0.25%之間。
5、胺類(lèi)消泡劑:胺類(lèi)消泡劑主要在纖維加工中使用,添加量為0.02-2%。
6、醚類(lèi)消泡劑:醚類(lèi)消泡劑在造紙印染、凈洗中用的比較多,添加量一般是0.025-0.25%。