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Das Schaumproblem bei der Wasseraufbereitung gibt vielen Menschen Rätsel auf. In der Anfangsphase der Inbetriebnahme entstehen Schaum, Tensidschaum, Prallschaum, Peroxidschaum, Schaum, der durch die Zugabe von nicht oxidierenden Bakteriziden bei der Kreislaufwasseraufbereitung entsteht usw., daher ist die Verwendung von Entschäumern bei der Wasseraufbereitung relativ häufig. Dieser Artikel stellt das Prinzip, die Klassifizierung, Auswahl und Dosierung von Entschäumern umfassend vor!

★ Beseitigung von Schaum

1. Physikalische Methoden

Aus physikalischer Sicht umfassen die Methoden zur Schaumbeseitigung hauptsächlich das Anbringen von Leitblechen oder Filtersieben, mechanische Bewegung, statische Elektrizität, Gefrieren, Erhitzen, Dampf, Strahlenbestrahlung, Hochgeschwindigkeitszentrifugation, Druckreduzierung, Hochfrequenzvibration und sofortige Entladung und Ultraschall (akustische Flüssigkeitskontrolle). Alle diese Methoden fördern die Gasübertragungsrate an beiden Enden des Flüssigkeitsfilms und die Flüssigkeitsabgabe des Blasenfilms in unterschiedlichem Maße, wodurch der Stabilitätsfaktor des Schaums kleiner als der Dämpfungsfaktor wird, so dass die Schaumzahl allmählich abnimmt. Der gemeinsame Nachteil dieser Methoden besteht jedoch darin, dass sie stark durch Umweltfaktoren eingeschränkt werden und eine geringe Entschäumungsrate aufweisen. Die Vorteile sind Umweltschutz und hohe Wiederverwendungsrate.

2. Chemische Methoden

Zu den chemischen Methoden zur Schaumbeseitigung gehören hauptsächlich chemische Reaktionsmethoden und die Zugabe von Entschäumern.

Die chemische Reaktionsmethode bezieht sich auf die chemische Reaktion zwischen dem Schaummittel und dem Schaummittel durch Zugabe einiger Reagenzien, um wasserunlösliche Substanzen zu erzeugen, wodurch die Konzentration des Tensids im Flüssigkeitsfilm verringert und das Aufbrechen des Schaums gefördert wird. Diese Methode weist jedoch einige Nachteile auf, wie z. B. die Unsicherheit der Zusammensetzung des Schaummittels und die Schädigung der Systemausrüstung durch unlösliche Substanzen. Die heutzutage in verschiedenen Industrien am weitesten verbreitete Entschäumungsmethode ist die Zugabe von Entschäumern. Der größte Vorteil dieser Methode ist ihre hohe Entschäumungseffizienz und Benutzerfreundlichkeit. Der Schlüssel liegt jedoch darin, einen geeigneten und wirksamen Entschäumer zu finden.

★Das Prinzip des Entschäumers

Entschäumer, auch Entschäumer genannt, haben folgende Prinzipien:

1. Der Mechanismus der Verringerung der lokalen Oberflächenspannung des Schaums, der zum Platzen des Schaums führt, besteht darin, dass höhere Alkohole oder Pflanzenöle auf den Schaum gestreut werden und die Oberflächenspannung beim Auflösen in der Schaumflüssigkeit erheblich verringert wird. Da diese Substanzen im Allgemeinen eine geringe Wasserlöslichkeit aufweisen, ist die Verringerung der Oberflächenspannung auf den lokalen Teil des Schaums beschränkt, während sich die Oberflächenspannung um den Schaum herum nahezu nicht ändert. Der Teil mit reduzierter Oberflächenspannung wird stark in alle Richtungen gezogen und gedehnt und bricht schließlich.

2. Die Zerstörung der Membranelastizität führt dazu, dass der dem Schaumsystem zugesetzte blasenbrechende Entschäumer zur Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche diffundiert, wodurch es für das Tensid mit schaumstabilisierender Wirkung schwierig wird, die Membranelastizität wiederherzustellen.

3. Entschäumer, die die Entwässerung des Flüssigkeitsfilms fördern, können die Entwässerung des Flüssigkeitsfilms fördern und so zum Platzen von Blasen führen. Die Schaumabflussrate kann die Stabilität des Schaums widerspiegeln. Auch die Zugabe einer Substanz, die den Schaumabfluss beschleunigt, kann zur Entschäumung beitragen.

4. Durch die Zugabe hydrophober Feststoffpartikel kann es zum Platzen von Blasen an der Blasenoberfläche kommen. Hydrophobe Feststoffpartikel ziehen das hydrophobe Ende des Tensids an, wodurch die hydrophoben Partikel hydrophil werden und in die Wasserphase gelangen, wodurch sie bei der Entschäumung eine Rolle spielen.

5. Lösungsvermittelnde und schäumende Tenside können zum Platzen von Blasen führen. Einige Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht, die vollständig mit der Lösung vermischt werden können, können das Tensid solubilisieren und seine wirksame Konzentration verringern. Niedermolekulare Substanzen mit dieser Wirkung, wie Octanol, Ethanol, Propanol und andere Alkohole, können nicht nur die Tensidkonzentration in der Oberflächenschicht verringern, sondern sich auch in der Tensidadsorptionsschicht auflösen, wodurch die Kompaktheit der Tensidmoleküle verringert und somit die Stabilität geschwächt wird aus Schaum.

6.Elektrolytabbau-Tensid-Doppelelektroschicht spielt eine entschäumende Rolle bei der Wechselwirkung der Tensid-Doppelelektroschicht mit Schaum, um eine stabile schäumende Flüssigkeit zu erzeugen. Die Zugabe von gewöhnlichem Elektrolyt kann zum Zusammenbruch der doppelten elektrischen Tensidschicht führen.

★ Klassifizierung von Entschäumern

Die üblicherweise verwendeten Entschäumer können entsprechend ihrer Zusammensetzung in Silikon(harz), Tenside, Alkane und Mineralöle unterteilt werden.

1. Silikon(harz)-Entschäumer, auch Emulsionsentschäumer genannt, werden verwendet, indem Silikonharz mit Emulgatoren (Tensiden) in Wasser emulgiert und dispergiert wird, bevor es dem Abwasser zugesetzt wird. Feines Siliziumdioxidpulver ist eine weitere Art von Entschäumer auf Siliziumbasis mit besserer Entschäumungswirkung.

2. Tenside wie Entschäumer sind eigentlich Emulgatoren, das heißt, sie nutzen die Dispersion von Tensiden, um schaumbildende Substanzen in einem stabilen emulgierten Zustand im Wasser zu halten und so die Bildung von Schaum zu verhindern.

3. Entschäumer auf Alkanbasis sind Entschäumer, die durch Emulgieren und Dispergieren von Paraffinwachs oder seinen Derivaten unter Verwendung von Emulgatoren hergestellt werden. Ihr Einsatz ähnelt dem von tensidbasierten emulgierenden Entschäumern.

4.Mineralöl ist die wichtigste entschäumende Komponente. Um die Wirkung zu verbessern, werden manchmal Metallseife, Silikonöl, Kieselsäure und andere Substanzen zur Anwendung gemischt. Darüber hinaus können manchmal verschiedene Tenside zugesetzt werden, um die Diffusion von Mineralöl auf die Oberfläche der Schaumlösung zu erleichtern oder um Metallseifen und andere Substanzen gleichmäßig im Mineralöl zu verteilen.
★ Vor- und Nachteile verschiedener Arten von Entschäumern

Die Erforschung und Anwendung organischer Entschäumer wie Mineralöle, Amide, niedere Alkohole, Fettsäuren und Fettsäureester, Phosphatester usw. ist relativ früh und gehört zur ersten Generation von Entschäumern. Sie haben die Vorteile einer einfachen Verfügbarkeit von Rohstoffen, einer hohen Umweltverträglichkeit und niedrigen Produktionskosten; Die Nachteile sind eine geringe Entschäumungseffizienz, eine hohe Spezifität und raue Einsatzbedingungen.

Polyether-Entschäumer sind Entschäumer der zweiten Generation, zu denen hauptsächlich geradkettige Polyether, Polyether ausgehend von Alkoholen oder Ammoniak sowie Polyether-Derivate mit Endgruppenveresterung gehören. Der größte Vorteil von Polyether-Entschäumern ist ihre starke Antischaumwirkung. Darüber hinaus verfügen einige Polyether-Entschäumer über hervorragende Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit, starke Säure- und Alkalibeständigkeit; Die Nachteile werden durch Temperaturbedingungen, enge Anwendungsbereiche, schlechte Entschäumungsfähigkeit und geringe Blasenplatzungsrate begrenzt.

Organische Silikonentschäumer (Entschäumer der dritten Generation) zeichnen sich durch eine starke Entschäumungsleistung, eine schnelle Entschäumungsfähigkeit, eine geringe Flüchtigkeit, keine Toxizität für die Umwelt, keine physiologische Trägheit und ein breites Anwendungsspektrum aus. Daher haben sie breite Anwendungsaussichten und ein großes Marktpotenzial, ihre Entschäumungsleistung ist jedoch schlecht.

Polyethermodifizierter Polysiloxan-Entschäumer vereint die Vorteile von Polyether-Entschäumern und Organosilicium-Entschäumern und ist die Entwicklungsrichtung von Entschäumern. Manchmal kann es aufgrund seiner umgekehrten Löslichkeit wiederverwendet werden, aber derzeit gibt es nur wenige Arten solcher Entschäumer und sie befinden sich noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium, was zu hohen Produktionskosten führt.

★ Auswahl an Entschäumern

Die Auswahl der Entschäumer sollte folgende Kriterien erfüllen:

1. Wenn es in der Schaumlösung unlöslich oder unlöslich ist, bricht es den Schaum. Der Entschäumer sollte auf den Schaumfilm konzentriert sein. Bei Entschäumern sollten sie in einem Augenblick konzentriert und konzentriert werden, während sie bei Schaumunterdrückern regelmäßig in diesem Zustand gehalten werden sollten. Daher befinden sich Entschäumer in schäumenden Flüssigkeiten in einem übersättigten Zustand, und nur unlösliche oder schlecht lösliche Entschäumer neigen dazu, eine Übersättigung zu erreichen. Unlöslich oder schwer löslich, aggregiert es leicht an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche, konzentriert sich leicht auf der Blasenmembran und kann bei niedrigeren Konzentrationen funktionieren. Der in Wassersystemen verwendete Entschäumer, die Wirkstoffmoleküle, müssen stark hydrophob und schwach hydrophil sein, mit einem HLB-Wert im Bereich von 1,5–3 für die beste Wirkung.

2. Die Oberflächenspannung ist niedriger als die der schäumenden Flüssigkeit, und nur wenn die intermolekularen Kräfte des Entschäumers gering sind und die Oberflächenspannung niedriger als die der schäumenden Flüssigkeit ist, können die Entschäumerpartikel in den Schaumfilm eindringen und sich auf diesem ausdehnen. Es ist zu beachten, dass die Oberflächenspannung der Schaumlösung nicht die Oberflächenspannung der Lösung, sondern die Oberflächenspannung der Schaumlösung ist.

3. Es besteht eine gewisse Affinität zur schäumenden Flüssigkeit. Da es sich beim Entschäumungsprozess tatsächlich um einen Wettbewerb zwischen der Geschwindigkeit des Schaumkollapses und der Geschwindigkeit der Schaumerzeugung handelt, muss sich der Entschäumer schnell in der schäumenden Flüssigkeit verteilen können, um schnell eine Rolle in einem breiteren Spektrum schäumender Flüssigkeiten spielen zu können. Damit der Entschäumer schnell diffundiert, muss der Wirkstoff des Entschäumers eine gewisse Affinität zur Schaumlösung aufweisen. Die Wirkstoffe von Entschäumern kommen schäumenden Flüssigkeiten zu nahe und lösen sich auf; Zu spärlich und schwer zu verteilen. Nur wenn die Nähe angemessen ist, kann die Wirksamkeit gut sein.

4. Entschäumer gehen keine chemischen Reaktionen mit schäumenden Flüssigkeiten ein. Wenn Entschäumer mit schäumenden Flüssigkeiten reagieren, verlieren sie ihre Wirksamkeit und können schädliche Substanzen produzieren, die das mikrobielle Wachstum beeinträchtigen.

5. Geringe Flüchtigkeit und lange Wirkungsdauer. Zunächst muss festgestellt werden, ob das System, das den Einsatz von Entschäumern erfordert, wasserbasiert oder ölbasiert ist. In der Fermentationsindustrie sollten ölbasierte Entschäumer wie Polyether-modifiziertes Silikon oder Polyether-basierte Entschäumer verwendet werden. Die wasserbasierte Beschichtungsindustrie benötigt wasserbasierte Entschäumer und organische Silizium-Entschäumer. Wählen Sie den Entschäumer aus, vergleichen Sie die Zugabemenge und ermitteln Sie anhand des Referenzpreises das am besten geeignete und wirtschaftlichste Entschäumerprodukt.

★Faktoren, die die Wirksamkeit des Einsatzes von Entschäumern beeinflussen

1. Die Dispergierbarkeit und Oberflächeneigenschaften von Entschäumern in Lösung beeinflussen andere Entschäumereigenschaften erheblich. Entschäumer sollten über einen angemessenen Dispersionsgrad verfügen, und zu große oder zu kleine Partikel können ihre Entschäumungsaktivität beeinträchtigen.

2. Kompatibilität des Entschäumers im Schaumsystem Wenn das Tensid vollständig in wässriger Lösung gelöst ist, wird es normalerweise gerichtet an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche des Schaums angeordnet, um den Schaum zu stabilisieren. Wenn sich das Tensid in einem unlöslichen oder übersättigten Zustand befindet, verteilen sich die Partikel in der Lösung und sammeln sich auf dem Schaum an, und der Schaum wirkt als Entschäumer.

3. Auch die Umgebungstemperatur des Schaumsystems und die Temperatur der Schaumflüssigkeit können die Leistung des Entschäumers beeinflussen. Wenn die Temperatur der schäumenden Flüssigkeit selbst relativ hoch ist, wird die Verwendung eines speziellen hochtemperaturbeständigen Entschäumers empfohlen, da bei Verwendung eines gewöhnlichen Entschäumers die Entschäumungswirkung mit Sicherheit stark verringert wird und der Entschäumer die Lotion direkt demulgiert.

4. Die Verpackung, Lagerung und der Transport von Entschäumern sind für die Lagerung bei 5–35 °C geeignet und die Haltbarkeit beträgt im Allgemeinen 6 Monate. Stellen Sie es nicht in der Nähe einer Wärmequelle auf und setzen Sie es nicht dem Sonnenlicht aus. Gemäß den üblicherweise verwendeten Methoden zur Lagerung von Chemikalien ist eine Versiegelung nach Gebrauch sicherzustellen, um eine Verschlechterung zu vermeiden.

6. Das Zugabeverhältnis von Entschäumern zur Originallösung und zur verdünnten Lösung weist bis zu einem gewissen Grad Abweichungen auf und das Verhältnis ist nicht gleich. Aufgrund der geringen Tensidkonzentration ist die verdünnte Entschäumerlotion äußerst instabil und löst sich nicht schnell auf. Die Entschäumungsleistung ist relativ schlecht, was für eine Langzeitlagerung nicht geeignet ist. Es wird empfohlen, es sofort nach der Verdünnung zu verwenden. Der Anteil des zugesetzten Entschäumers muss durch Tests vor Ort überprüft werden, um seine Wirksamkeit zu bewerten, und sollte nicht übermäßig zugesetzt werden.

★Die Dosierung des Entschäumers

Es gibt viele Arten von Entschäumern und die erforderliche Dosierung für verschiedene Arten von Entschäumern variiert. Im Folgenden stellen wir die Dosierung von sechs Arten von Entschäumern vor:

1. Alkoholentschäumer: Beim Einsatz von Alkoholentschäumern liegt die Dosierung im Allgemeinen im Bereich von 0,01–0,10 %.

2. Entschäumer auf Ölbasis: Die Menge der zugesetzten Entschäumer auf Ölbasis liegt zwischen 0,05 und 2 %, und die Menge der zugesetzten Entschäumer auf Fettsäureester liegt zwischen 0,002 und 0,2 %.

3. Amid-Entschäumer: Amid-Entschäumer haben eine bessere Wirkung und die Zugabemenge liegt im Allgemeinen zwischen 0,002 und 0,005 %.

4. Phosphorsäure-Entschäumer: Phosphorsäure-Entschäumer werden am häufigsten in Fasern und Schmierölen mit einer Zusatzmenge zwischen 0,025 und 0,25 % verwendet.

5. Amin-Entschäumer: Amin-Entschäumer werden hauptsächlich in der Faserverarbeitung mit einer Zusatzmenge von 0,02–2 % eingesetzt.

7. Entschäumer auf Etherbasis: Entschäumer auf Etherbasis werden üblicherweise beim Drucken, Färben und Reinigen von Papier verwendet, mit einer typischen Dosierung von 0,025–0,25 %.