造紙工業(yè)泡沫問題由來以久,特別是在紙漿生產(chǎn)及造紙廢水的處理中,泡沫問題尤為突出。造紙制漿原料含有樹脂酸,在堿法制漿工藝中樹脂酸被皂化,被皂化的樹脂酸進入生物處理裝置,當通入壓縮空氣后,會形成大量的到處飄飛的黃色泡沫。在廢液處理過程中,泡沫使廢液處理效率下降,并使廢水流失、飛濺,污染環(huán)境。如污水處理采用活性污泥表面加速曝氣工藝時,在表面曝氣充氧過程中產(chǎn)生大量泡沫覆蓋表面,不僅使充氧發(fā)生困難,影響微生物生長,降低生化處理效率,而且泡沫橫溢,使表面曝氣無法進行。
由此可見,造紙廢水中的泡沫不但影響污水處理設施的運行,而且還會直接影響到水體的環(huán)境。因此,對造紙廢水泡沫的處理就變得十分重要,有機硅消泡劑作為一種消泡劑,有著其他非硅系消泡劑的優(yōu)點和特點。消泡劑的消泡原理是當消泡劑加入到起泡液后,消泡劑的分子團與泡沫液膜接觸,然后滲入到液膜上,再在液膜上鋪展開來,使液膜變薄或者斷裂,從而導致泡沫的破滅。
消泡劑主體成分的選擇消泡劑要獲得良好的消泡效果必須在起泡液面上迅速鋪展開來,消泡劑在液面鋪展越快,則消泡能力越強。因此,用做消泡劑主體的物質(zhì)必須具備以下的條件:
1.基本不溶于起泡液。
2.比起泡液體有更低的表面張力。
3.在起泡液中容易分散開來。
4.具有良好的化學惰性。
有機硅消泡劑類型按其產(chǎn)品的形態(tài)主要可分為油狀型、硅油溶液型、乳液型及固體型四大類,其中乳液型硅油消泡劑的使用面較廣,用量較多。油狀有機硅消泡劑二甲基硅油由于有著良好的化學惰性、熱穩(wěn)定性及低表面張力、不溶于水、易于在表面鋪展等諸多優(yōu)點而被用作消泡劑的主體成分,低粘度硅油消泡效果好,但持續(xù)性差;高粘度硅油消泡效果慢,但持續(xù)性好。一般規(guī)律是起泡液粘度越低,選用的硅油粘度應越高,反之,起泡液粘度越高,選用的硅油粘度越低。單純的有機硅,如二甲基硅油,并沒有消泡作用,但將其乳化后,表面張力迅速降低,使用很少量即能達到很強的破泡和抑泡作用,成為一種重要的消泡劑成分。
通常在硅油中混入一定比例的經(jīng)疏水處理過的二氧化硅助劑,形成油復合型消泡劑,二氧化硅作填料,因其表面有大量的羥基而有助于增強硅油在起泡體系中的分散能力,增加乳液的穩(wěn)定性,明顯改善消泡性能。溶液型有機硅消泡劑是硅油溶解在一些特定的溶劑中,從而使有機硅消泡劑顆粒變得微小,分散性能得到改善,能更好地散布在消泡對象中。
所選擇的溶劑必須既能溶解硅油,同時該溶劑也能很好地溶解于起泡介質(zhì)中??蓪⒂袡C硅溶解在多氯乙烷、甲苯、二甲苯等有機溶劑中,制成的硅油溶液適用于非水體系的消泡;也可以將硅油溶解在乙二醇、甘油、其它醇等有機溶劑中,制成適合水相體系的消泡溶液。硅油溶液消泡劑是借助溶劑攜帶硅油并分散在起泡液中,溶劑擴散,硅油凝聚成微滴,從而發(fā)揮消泡作用。