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CN109011720B - 一种污水处理用高效消泡剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种污水处理用高效消泡剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN109011720B CN201810978528.4A CN201810978528A CN109011720B CN 109011720 B CN109011720 B CN 109011720B CN 201810978528 A CN201810978528 A CN 201810978528A CN 109011720 B CN109011720 B CN 109011720B
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Abstract

本发明公开了一种污水处理用高效消泡剂及其制备方法和应用，包括以下原料：聚二甲基硅氧烷、疏水气相白炭黑、聚醚改性硅油、聚二硫二丙烷磺酸钠、肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯、薄荷醇、去离子水，原料易得，降低了制备成本；制备得到的消泡剂不仅在水处理中具有很好的消泡性能和抑泡性能，能有效控制泡沫，提高污水处理能力，降低污染，十分环保；而且在发酵中同样具有良好的消泡性能和抑泡性能，提高发酵效率。

Description

一种污水处理用高效消泡剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种污水处理助剂，具体是一种污水处理用高效消泡剂及其制备方法和应用。
背景技术
污水处理是为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物。由于污水成分复杂，尤其是生活污水在处理过程中会产生大量泡沫，严重影响污水处理效率，因此需要添加消泡剂。
目前用于污水处理的消泡剂主要有有机硅和聚醚，有机硅消泡快但是抑泡能力差，聚醚消泡剂抑泡性能好但是消泡能力差，部分处理厂采用有机硅和聚醚复配混合使用，用量大，使用成本高，因此需要一种消泡和抑泡性能均较好的低成本消泡剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理用高效消泡剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种污水处理用高效消泡剂，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷30-40份、疏水气相白炭黑2-6份、聚醚改性硅油20-30份、聚二硫二丙烷磺酸钠5-10份、肉豆蔻酸异丙酯4-8份、油酸正丁酯5-10份、薄荷醇1-5份、去离子水40-50份；
所述聚二甲基硅氧烷为羟基封端聚二甲基硅氧烷，其粘度为1000～2000Cst，羟基含量为8％～10％；
所述聚醚改性硅油外观为浅黄色透明油状液体；温度在25℃时，密度为1.03g/ml；粘度为2000-3000Cst。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷32-38份、疏水气相白炭黑3-5份、聚醚改性硅油23-27份、聚二硫二丙烷磺酸钠6-9份、肉豆蔻酸异丙酯5-7份、油酸正丁酯6-8份、薄荷醇2-4份、去离子水42-47份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷35份、疏水气相白炭黑4份、聚醚改性硅油25份、聚二硫二丙烷磺酸钠8份、肉豆蔻酸异丙酯6份、油酸正丁酯7份、薄荷醇3份、去离子水45份。
一种污水处理用高效消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取疏水气相白炭黑和聚二硫二丙烷磺酸钠于灌中进行行星式球磨1-2小时，然后将研磨后过200目筛放置在真空干燥箱中，在60-80℃下干燥2h；
(2)按重量份称取聚二甲基硅氧烷和聚醚改性硅油加入搅拌釜中，升温至190-210℃，加入步骤(1)干燥后混合物和薄荷醇，在300-500转/分钟条件下充氮气搅拌4-6h，降温至70-75℃，得混合物A；
(3)取1/2去离子水加热至60-70℃，搅拌条件下依次加入肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯和薄荷醇，继续搅拌30-60min，得混合物B；
(4)将混合物B加入缓慢加入混合物A中，在70-75℃继续搅拌60-90min，期间将剩余的去离子水缓慢加入；
(5)将上述(4)所得物趁热过均质机，冷却后得成品。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(1)中球磨时间为1.5h，干燥温度为70℃。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)中搅拌速度为400转/分钟，搅拌时间5h，搅拌温度为200℃。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(3)中搅拌温度为65℃，搅拌时间为45℃。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(4)中搅拌时间为75min。
一种污水处理用高效消泡剂在水处理行业中的应用。
一种污水处理用高效消泡剂在发酵行业中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的环保面膜基材原料为聚二甲基硅氧烷、疏水气相白炭黑、聚醚改性硅油、聚二硫二丙烷磺酸钠、肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯、薄荷醇、去离子水，原料易得，降低了制备成本；制备得到的消泡剂不仅在水处理中具有很好的消泡性能和抑泡性能，能有效控制泡沫，提高污水处理能力，降低污染，十分环保；而且在发酵中同样具有良好的消泡性能和抑泡性能，提高发酵效率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种污水处理用高效消泡剂，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷30份、疏水气相白炭黑2份、聚醚改性硅油20份、聚二硫二丙烷磺酸钠5份、肉豆蔻酸异丙酯4份、油酸正丁酯5份、薄荷醇1份、去离子水40份；
所述聚二甲基硅氧烷为羟基封端聚二甲基硅氧烷，其粘度为1000～2000Cst，羟基含量为8％～10％；
所述聚醚改性硅油外观为浅黄色透明油状液体；温度在25℃时，密度为1.03g/ml；粘度为2000-3000Cst。
一种污水处理用高效消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取疏水气相白炭黑和聚二硫二丙烷磺酸钠于灌中进行行星式球磨1小时，然后将研磨后过200目筛放置在真空干燥箱中，在60下干燥2h；
(2)按重量份称取聚二甲基硅氧烷和聚醚改性硅油加入搅拌釜中，升温至190℃，加入步骤(1)干燥后混合物和薄荷醇，在300转/分钟条件下充氮气搅拌4h，降温至70℃，得混合物A；
(3)取1/2去离子水加热至60℃，搅拌条件下依次加入肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯和薄荷醇，继续搅拌30min，得混合物B；
(4)将混合物B加入缓慢加入混合物A中，在70℃继续搅拌60min，期间将剩余的去离子水缓慢加入；
(5)将上述(4)所得物趁热过均质机，冷却后得成品。
实施例2
一种污水处理用高效消泡剂，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷32份、疏水气相白炭黑3份、聚醚改性硅油23份、聚二硫二丙烷磺酸钠6份、肉豆蔻酸异丙酯5份、油酸正丁酯6份、薄荷醇2份、去离子水42份；
所述聚二甲基硅氧烷为羟基封端聚二甲基硅氧烷，其粘度为1000～2000Cst，羟基含量为8％～10％；
所述聚醚改性硅油外观为浅黄色透明油状液体；温度在25℃时，密度为1.03g/ml；粘度为2000-3000Cst。
一种污水处理用高效消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取疏水气相白炭黑和聚二硫二丙烷磺酸钠于灌中进行行星式球磨1.3小时，然后将研磨后过200目筛放置在真空干燥箱中，在62℃下干燥2h；
(2)按重量份称取聚二甲基硅氧烷和聚醚改性硅油加入搅拌釜中，升温至195℃，加入步骤(1)干燥后混合物和薄荷醇，在350转/分钟条件下充氮气搅拌4.5h，降温至72℃，得混合物A；
(3)取1/2去离子水加热至63℃，搅拌条件下依次加入肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯和薄荷醇，继续搅拌40min，得混合物B；
(4)将混合物B加入缓慢加入混合物A中，在72℃继续搅拌65min，期间将剩余的去离子水缓慢加入；
(5)将上述(4)所得物趁热过均质机，冷却后得成品。
实施例3
一种污水处理用高效消泡剂，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷35份、疏水气相白炭黑4份、聚醚改性硅油25份、聚二硫二丙烷磺酸钠8份、肉豆蔻酸异丙酯6份、油酸正丁酯7份、薄荷醇3份、去离子水45份；
所述聚二甲基硅氧烷为羟基封端聚二甲基硅氧烷，其粘度为1000～2000Cst，羟基含量为8％～10％；
所述聚醚改性硅油外观为浅黄色透明油状液体；温度在25℃时，密度为1.03g/ml；粘度为2000-3000Cst。
一种污水处理用高效消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取疏水气相白炭黑和聚二硫二丙烷磺酸钠于灌中进行行星式球磨1.5小时，然后将研磨后过200目筛放置在真空干燥箱中，在70℃下干燥2h；
(2)按重量份称取聚二甲基硅氧烷和聚醚改性硅油加入搅拌釜中，升温至200℃，加入步骤(1)干燥后混合物和薄荷醇，在400转/分钟条件下充氮气搅拌5h，降温至73℃，得混合物A；
(3)取1/2去离子水加热至65℃，搅拌条件下依次加入肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯和薄荷醇，继续搅拌45min，得混合物B；
(4)将混合物B加入缓慢加入混合物A中，在73℃继续搅拌75min，期间将剩余的去离子水缓慢加入；
(5)将上述(4)所得物趁热过均质机，冷却后得成品。
实施例4
一种污水处理用高效消泡剂，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷38份、疏水气相白炭黑5份、聚醚改性硅油27份、聚二硫二丙烷磺酸钠9份、肉豆蔻酸异丙酯7份、油酸正丁酯8份、薄荷醇4份、去离子水47份；
所述聚二甲基硅氧烷为羟基封端聚二甲基硅氧烷，其粘度为1000～2000Cst，羟基含量为8％～10％；
所述聚醚改性硅油外观为浅黄色透明油状液体；温度在25℃时，密度为1.03g/ml；粘度为2000-3000Cst。
一种污水处理用高效消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取疏水气相白炭黑和聚二硫二丙烷磺酸钠于灌中进行行星式球磨1.8小时，然后将研磨后过200目筛放置在真空干燥箱中，在75℃下干燥2h；
(2)按重量份称取聚二甲基硅氧烷和聚醚改性硅油加入搅拌釜中，升温至205℃，加入步骤(1)干燥后混合物和薄荷醇，在450转/分钟条件下充氮气搅拌5.5h，降温至74℃，得混合物A；
(3)取1/2去离子水加热至68℃，搅拌条件下依次加入肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯和薄荷醇，继续搅拌50min，得混合物B；
(4)将混合物B加入缓慢加入混合物A中，在74℃继续搅拌85min，期间将剩余的去离子水缓慢加入；
(5)将上述(4)所得物趁热过均质机，冷却后得成品。
实施例5
一种污水处理用高效消泡剂，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷40份、疏水气相白炭黑4份、聚醚改性硅油30份、聚二硫二丙烷磺酸钠10份、肉豆蔻酸异丙酯8份、油酸正丁酯10份、薄荷醇5份、去离子水50份；
所述聚二甲基硅氧烷为羟基封端聚二甲基硅氧烷，其粘度为1000～2000Cst，羟基含量为8％～10％；
所述聚醚改性硅油外观为浅黄色透明油状液体；温度在25℃时，密度为1.03g/ml；粘度为2000-3000Cst。
一种污水处理用高效消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取疏水气相白炭黑和聚二硫二丙烷磺酸钠于灌中进行行星式球磨2小时，然后将研磨后过200目筛放置在真空干燥箱中，在80℃下干燥2h；
(2)按重量份称取聚二甲基硅氧烷和聚醚改性硅油加入搅拌釜中，升温至210℃，加入步骤(1)干燥后混合物和薄荷醇，在500转/分钟条件下充氮气搅拌6h，降温至70-75℃，得混合物A；
(3)取1/2去离子水加热至70℃，搅拌条件下依次加入肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯和薄荷醇，继续搅拌60min，得混合物B；
(4)将混合物B加入缓慢加入混合物A中，在75℃继续搅拌90min，期间将剩余的去离子水缓慢加入；
(5)将上述(4)所得物趁热过均质机，冷却后得成品。
对比例1
除原料中不含有聚二硫二丙烷磺酸钠，其他制备工艺与实施例3一致。
对比例2
除原料中不含有肉豆蔻酸异丙酯，其他制备工艺与实施例3一致。
对比例3
除原料中不含有聚二硫二丙烷磺酸钠和肉豆蔻酸异丙酯，其他制备工艺与实施例3一致。
对比例4
原料与实施例3一致，制备方法为：将疏水气相白炭黑与硅油混合加热制成硅膏，在70℃条件下将剩余原料加入乳化，过均质机即得。
实验例1
对实施例1-5和对比例1-4的消泡剂进行污水消抑泡性能测试，起泡液为污水处理厂现取污水，消泡性能测试方法：将25mL起泡液加入100mL具塞量筒中，上下震荡50次使泡沫升至100mL，然后加入起泡液质量0.01％的消泡剂，同时启动秒表记录泡沫消失时间(时间越短，消泡性能越好)；抑泡性能测试方法：向放有气鼓装置的500ml量筒中加入100ml起泡液和消泡剂(起泡液的0.1％)，开启气鼓装置，记录泡沫升至500ml处的时间(时间越长，抑泡性能越好)，测试结果见表1。
表1
项目 消泡时间(s) 抑泡时间(s)
实施例1 6 308
实施例2 4 312
实施例3 3 325
实施例4 5 315
实施例5 7 302
对比例1 25 245
对比例2 18 262
对比例3 50 155
对比例4 12 286
实验例2
对实施例1-5和对比例1-4的消泡剂在发酵中消抑泡性能测试，消泡、抑泡效果评价方法：在500ml量筒中，加入100ml发泡液(以10％豆粕滤液作为发泡液)，然后以50L/h速度通过布满微孔的鼓气头从量筒底部鼓气，当泡沫达到500ml处关闭鼓气装置，向其中加入0.01g消泡剂，记录泡沫消至液面时间为消泡时间，(时间越短消泡性能越好)；待泡沫完全消失后继续通气10分钟后，测量泡沫的量(泡沫越少抑泡性能越好)，测试结果见表2。
表2
项目 消泡时间(s) 泡沫量(ml)
实施例1 14 231
实施例2 13 222
实施例3 11 215
实施例4 13 225
实施例5 15 236
对比例1 30 278
对比例2 26 263
对比例3 59 345
对比例4 19 245
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种污水处理用高效消泡剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷30-40份、疏水气相白炭黑2-6份、聚醚改性硅油20-30份、聚二硫二丙烷磺酸钠5-10份、肉豆蔻酸异丙酯4-8份、油酸正丁酯5-10份、薄荷醇1-5份、去离子水40-50份；
所述聚二甲基硅氧烷为羟基封端聚二甲基硅氧烷，其粘度为1000～2000Cst，羟基含量为8％～10％；
所述聚醚改性硅油外观为浅黄色透明油状液体；温度在25℃时，密度为1.03g/ml；粘度为2000-3000Cst。
2.根据权利要求1所述的污水处理用高效消泡剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷32-38份、疏水气相白炭黑3-5份、聚醚改性硅油23-27份、聚二硫二丙烷磺酸钠6-9份、肉豆蔻酸异丙酯5-7份、油酸正丁酯6-8份、薄荷醇2-4份、去离子水42-47份。
3.根据权利要求1所述的污水处理用高效消泡剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：聚二甲基硅氧烷35份、疏水气相白炭黑4份、聚醚改性硅油25份、聚二硫二丙烷磺酸钠8份、肉豆蔻酸异丙酯6份、油酸正丁酯7份、薄荷醇3份、去离子水45份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的污水处理用高效消泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量份称取疏水气相白炭黑和聚二硫二丙烷磺酸钠于灌中进行行星式球磨1-2小时，然后将研磨后过200目筛放置在真空干燥箱中，在60-80℃下干燥2h；
（2）按重量份称取聚二甲基硅氧烷和聚醚改性硅油加入搅拌釜中，升温至190-210℃，加入步骤（1）干燥后混合物和薄荷醇，在300-500转/分钟条件下充氮气搅拌4-6h，降温至70-75℃，得混合物A；
（3）取1/2去离子水加热至60-70℃，搅拌条件下依次加入肉豆蔻酸异丙酯、油酸正丁酯和薄荷醇，继续搅拌30-60min，得混合物B；
（4）将混合物B加入缓慢加入混合物A中，在70-75℃继续搅拌60-90min，期间将剩余的去离子水缓慢加入；
（5）将上述（4）所得物趁热过均质机，冷却后得成品。
5.如权利要求4所述的污水处理用高效消泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中球磨时间为1.5h，干燥温度为70℃。
6.如权利要求4所述的污水处理用高效消泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中搅拌速度为400转/分钟，搅拌时间5h，搅拌温度为200℃。
7.如权利要求4所述的污水处理用高效消泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中搅拌温度为65℃，搅拌时间为45℃。
8.如权利要求4所述的污水处理用高效消泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中搅拌时间为75min。
9.一种如权利要求1-3任一所述的污水处理用高效消泡剂在水处理领域中的应用。
10.一种如权利要求1-3任一所述的污水处理用高效消泡剂在发酵领域中的应用。
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