在液体或固体围成的薄壁中,存有各种气体微粒子,称为气泡。许多气泡相互聚集在一起形成屏壁就称为泡沫。泡沫的种类很多,如液体泡沫、弹性泡沫、固体泡沫、液固泡沫和乳浊泡沫等。在工业水处理中,主要采用物理和化学相结合的方法进行消泡处理,各种消泡方法见表2。

四、消泡剂的作用机理

液体中的泡分为气泡、泡沫和分散气泡三种形式。气泡主要受水的起泡力和安定性两种因素的影响。丹曼( D e n m a n ) 曾使用高速照像机来研究消泡剂的作用机理。从他的照片中说明:在锅炉用水中,出现无数个小蒸汽泡紧密接触而没有融合,当加入聚酸胺型消泡剂以后,小蒸汽泡很快地结合成较大的蒸汽泡,这种结合同时发生在加热的锅炉水中。大气泡的形状不规则,在沸水中运动而变形,并在很多情况下,由于聚集作用而生成非圆形气泡。

罗斯( S.R O S s) 提出了消泡剂的作用机理,他认为在泡沫层上加入一滴消泡剂后,液滴就向气泡膜内进行渗透、扩散和消泡。设气泡膜的液体表面张力为F f ,消泡剂的表面张力为Fd,气泡和消泡剂的混合表面张力为Fdf .这三个阶段的关系如图1。

I到II变化自由能减少为:

E = Ff +  Fdf

II到III变化自由能减少为:

S = Ff – Fdf - Fd

其关系式为

E =2 Ff - F df + S

当E < 0 , S < 。时,不起扩散作用也不消泡。

当E > 0 , S < 0 时,达到极限值,很少消泡。

当E > 0 , S > 0 时,才起消泡作用。

五、消泡剂的种类和用途

工业生产中对消泡剂的要求是:气泡膜有较大的扩散力,溶解度尽量小些。实际上在同一分子结构的消泡剂中,往往不能同时达到这两种要求,因此在实际操作中常采用两种以上消泡剂混合使用。

锅炉用水、循环冷却水和废水常用的消泡剂有聚氧烯乙二醉二醚,氧化聚丙烯基乙二醇醚,烯二醉三经基聚醚,蓖麻油等产品,在工业中常用的消泡剂见表3。