Примеры применения пеногасителей в очистке сточных вод.
Пена по сути представляет собой дисперсионную систему, в которой газ диспергирован в жидкости, и ее стабильность зависит от трех ключевых факторов:
1. Поверхностное натяжение: Силы сцепления между молекулами на поверхности жидкости образуют «эластичную мембрану», которая предотвращает выход газа;
2. Поверхностно-активные вещества: такие вещества, как моющие средства или белки, адсорбируются на границе раздела газ-жидкость, снижая поверхностное натяжение и образуя защитный слой;
3. Вязкость: Жидкости с высокой вязкостью замедляют разрыв пузырьков, делая пену более прочной.
Принцип работы пеногасителя для очистки сточных вод
Пеногасители для очистки сточных вод нарушают стабильность пены за счет синергетического физического и химического взаимодействия, а их основной механизм действия упрощенно сведен к четырем этапам:
1. Проникновение: Молекулы деформатора проникают в поверхность пены. Обладая чрезвычайно низким поверхностным натяжением, они быстро диффундируют к границе раздела газ-жидкость, вытесняя поверхностно-активные вещества и ослабляя «защитную пленку» пены.
2. Распространение и вытеснение: Пеногаситель разрушает структуру пены, распространяясь по поверхности и образуя монослой. Это «отталкивает» поверхностно-активные вещества от границы раздела фаз, увеличивая локальное поверхностное натяжение. Согласно эффекту Марангони, этот градиент натяжения вызывает течение жидкости, в результате чего стенки пены истончаются и разрываются.
3. Образование мостиков и коалесценция: Пеногасители сточных вод ускоряют разрушение некоторых из них (например, полиэфиров), образуя «мостовые» структуры на поверхности пены, соединяющие соседние пузырьки и способствующие их коалесценции и разрыву. Другие (например, минеральные масла) опускаются к основанию пузырьков из-за разницы в плотности, что еще больше дестабилизирует пену.
4. Подавление пенообразования: Пеногасители для сточных вод предотвращают диспергирование регенерированных пеногасителей в жидкости в виде микрочастиц. Они непрерывно адсорбируют вновь образованные поверхностно-активные вещества, тем самым препятствуя образованию вторичной пены.
Примеры применения пеногасителей в очистке сточных вод.
1. Обзор объекта: Очистные сооружения в одном из городов Ближнего Востока столкнулись с серьезными проблемами, связанными с пенообразованием: чрезмерное накопление пены в аэрационных резервуарах привело к засорению оборудования и затруднило проведение анализа качества воды. Анализ показал, что основными причинами были высокое содержание моющих средств (поверхностно-активных веществ) в поступающей воде и белки, образующиеся в результате разложения органических веществ.
2. Решение:
1) Добавление пеногасителя для сточных вод: В качестве пеногасителя был выбран композитный пеногаситель, обладающий двойной способностью: быстрым разрушением пены и длительным подавлением пенообразования.
2) Способ применения: Дозировка (50-100 ppm) была определена в ходе пилотных испытаний, чтобы предотвратить чрезмерное добавление, которое может снизить активность осадка.
3) Синергетический подход: Совместная корректировка уровня аэрации и увеличение добавления источника углерода оптимизировали среду микробной деградации.
4) Эффект обработки: В течение 30 минут после нанесения высота пены уменьшилась на 80%; пена полностью исчезла в течение 2 часов, и в течение последующих 48 часов она не появлялась повторно, поддерживая стабильное соответствие качества сточных вод нормам.
