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。在工業水處理中,主要采用物理和化學相結合的方法進行消泡處理,各種消泡方法見表2。

四、消泡劑的作用機理

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 ) 曾使用高速照像機來研究消泡劑的作用機理。從他的照片中說明:在鍋爐用水中,出現無數個小蒸汽泡緊密接觸而沒有融合,當加入聚酸胺型消泡劑以后,小蒸汽泡很快地結合成較大的蒸汽泡,這種結合同時發生在加熱的鍋爐水中。大氣泡的形狀不規則,在沸水中運動而變形,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理,他認為在泡沫層上加入一滴消泡劑后,液滴就向氣泡膜內進行滲透、擴散和消泡。設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

其關系式為

E =2 Ff - F df + S

當E < 0 , S < 。時,不起擴散作用也不消泡。

當E > 0 , S < 0 時,達到極限值,很少消泡。

當E > 0 , S > 0 時,才起消泡作用。

五、消泡劑的種類和用途

工業生產中對消泡劑的要求是:氣泡膜有較大的擴散力,溶解度盡量小些。實際上在同一分子結構的消泡劑中,往往不能同時達到這兩種要求,因此在實際操作中常采用兩種以上消泡劑混合使用。

鍋爐用水、循環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,烯二醉三經基聚醚,蓖麻油等產品,在工業中常用的消泡劑見表3。