在液體或固體圍成的薄壁中,存有各種氣體微粒子,稱為氣泡。許多氣泡相互聚集在一起形成屏壁就稱為泡沫。泡沫的種類很多,如液體泡沫、彈性泡沫、固體泡沫、液固泡沫和乳濁泡沫等。在工業(yè)水處理中,主要采用物理和化學(xué)相結(jié)合的方法進(jìn)行消泡處理,各種消泡方法見表2。

四、消泡劑的作用機(jī)理

液體中的泡分為氣泡、泡沫和分散氣泡三種形式。氣泡主要受水的起泡力和安定性兩種因素的影響。丹曼( D e n m a n ) 曾使用高速照像機(jī)來研究消泡劑的作用機(jī)理。從他的照片中說明:在鍋爐用水中,出現(xiàn)無數(shù)個小蒸汽泡緊密接觸而沒有融合,當(dāng)加入聚酸胺型消泡劑以后,小蒸汽泡很快地結(jié)合成較大的蒸汽泡,這種結(jié)合同時發(fā)生在加熱的鍋爐水中。大氣泡的形狀不規(guī)則,在沸水中運(yùn)動而變形,并在很多情況下,由于聚集作用而生成非圓形氣泡。

羅斯( S.R O S s) 提出了消泡劑的作用機(jī)理,他認(rèn)為在泡沫層上加入一滴消泡劑后,液滴就向氣泡膜內(nèi)進(jìn)行滲透、擴(kuò)散和消泡。設(shè)氣泡膜的液體表面張力為F f ,消泡劑的表面張力為Fd,氣泡和消泡劑的混合表面張力為Fdf .這三個階段的關(guān)系如圖1。

I到II變化自由能減少為:

E = Ff +  Fdf

II到III變化自由能減少為:

S = Ff – Fdf - Fd

其關(guān)系式為

E =2 Ff - F df + S

當(dāng)E < 0 , S < 。時,不起擴(kuò)散作用也不消泡。

當(dāng)E > 0 , S < 0 時,達(dá)到極限值,很少消泡。

當(dāng)E > 0 , S > 0 時,才起消泡作用。

五、消泡劑的種類和用途

工業(yè)生產(chǎn)中對消泡劑的要求是:氣泡膜有較大的擴(kuò)散力,溶解度盡量小些。實(shí)際上在同一分子結(jié)構(gòu)的消泡劑中,往往不能同時達(dá)到這兩種要求,因此在實(shí)際操作中常采用兩種以上消泡劑混合使用。

鍋爐用水、循環(huán)冷卻水和廢水常用的消泡劑有聚氧烯乙二醉二醚,氧化聚丙烯基乙二醇醚,烯二醉三經(jīng)基聚醚,蓖麻油等產(chǎn)品,在工業(yè)中常用的消泡劑見表3。