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簡述消泡劑的消泡原理
水處理中的泡沫問題困擾著許多人,如調試初期泡沫、表面活性劑泡沫,沖擊泡沫,過氧化泡沫以及循環水處理中加入非氧化殺菌劑產生的泡沫等問題,因此消泡劑在水處理中的使用更為普遍。那么水處理消泡劑的消泡原理主要是什么呢?
泡沫抑制劑,具有以下原理。
(1)泡沫部分表面張力降低,導致泡沫破裂。
這種機制的起源是將高級醇或植物油分散到泡沫上,當溶解在泡沫中時,會顯著降低表面張力。因為這些物質一般不溶于水,表面張力的降低局限于泡沫的部分,泡沫周圍的表面張力幾乎不變。表面張力減小的一部分強烈地被拉伸、延伸以至最后破裂。
(2)破壞膜的彈性,使氣泡破裂。
消泡劑加入泡沫體系中將擴散到氣液界面,使得表面活性劑的穩泡作用失效以及難以恢復膜的彈性。
(3)增溶助泡表面活性劑可導致氣泡破滅
一些能夠與溶液良好混合的低分子物質能使氣泡表面活性劑增溶,降低其有效濃度。辛醇、乙醇和丙醇等低分子物質不僅可以降低表面層中表面活性劑的濃度,而且可以溶解表面活性劑吸附層,以降低表面活性劑的分子間緊密性,從而降低泡沫的穩定性。
(4)加入疏水性固體顆粒會導致氣泡破裂。
氣泡表面的疏水性固體顆粒吸引表面活性劑的疏水端,使疏水性顆粒產生親水性從而進入水相,起到消泡作用。
(5)促進液膜排液
消泡劑能促進液膜排液,導致氣泡破裂。泡沫排液速率可反映泡沫的穩定性,添加一種物質來促進泡沫排液從而也可以起到消泡作用。
(6)電解質瓦解表面活性劑雙電層
通過借助泡沫的表面活性劑雙電層互相作用,可以形成穩定的發泡溶液。普通電解質的加入可使表面活性劑的雙層溶解達到消泡作用。
在工業生產中產生的有害泡沫,就需要用上消泡劑來處理。在使用消泡劑過程中有可能會遇到一些問題,下面簡單舉例說明一下。
1、渾濁問題
消泡劑的主要成分一般為疏水顆粒、硅油和乳化劑,疏水顆粒吸附硅油,使有機硅在盡量少的情況下達到最大的效果。硅油作為主要的消泡介質,表面張力很小,既不親油也不親水,在體系中懸浮,消泡劑存在于泡沫壁中間時,排開油水相產生消泡效果,同時硅油有少量消耗,當疏水顆粒外的硅油完全被消耗時,造成泡沫體系渾濁。因此消泡劑選用的疏水顆粒、硅油、乳化劑用量和成色不同,造成了消泡劑性能千差萬別。當消泡劑的消泡效果好、抑泡時間長時,體系中一般不會出現渾濁現象。
2、漂油問題
由于消泡劑不是溶解在體系中,而是分散在體系中,所以消泡劑在體系中的分散均勻度就顯得至關重要。當消泡劑均勻分散在體系中時,對體系的透明度影響小,團聚成較大顆粒的時間比較長,能在體系中保持相當長的時間;當消泡劑在該體系中沒有分散均勻,而是以很多小顆粒團聚在一起時,一方面會影響體系的透明度,另一方面會使消泡劑團聚成大顆粒的時間變短,這就導致消泡劑加到體系后出現渾濁、漂油。為了避免漂油可采取的方法有:將消泡劑的添加順序往前移;在加到體系之前先進行稀釋,稀釋劑可以是水或是體系中的表面活性劑。
3、抑泡時間問題
消泡劑中硅油的性質決定了消泡劑的抑泡時間,硅油含量決定了消泡劑在使用中的消耗周期,硅油加入量過少會使消泡劑的消泡性能達不到要求值,加入量過多會影響消泡劑的性能,同時會降低消泡劑的消泡性;消泡劑粒徑大小決定了消泡劑的耐過濾性,粒徑太大可能導致消泡劑易被過濾,產生漂油,對抑泡產生影響;攪拌時間也是消泡劑抑泡能力的重要指標,攪拌不充分可能會產生渾濁、漂油、消泡能力減弱、抑泡時間變短。
4、失效問題
酸堿穩定性;硅油能破壞液體表面張力,起到消除泡沫的效果,如果消泡劑耐酸堿性差會導致硅油分解,從而導致消泡能力降低,甚至失效,在體系中加入硅酸鹽一般會抑制其分解。消泡劑溶解性;某些化學成分使硅油溶解到體系中,這樣消泡劑不再有消泡作用,而是作為表面活性劑存在于體系中,體系泡沫比沒加消泡劑時更高。
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