CN101759288B - 一种消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂及其制备方法和应用，该消泡剂由活性组分、填料、助消泡剂、表面活性剂和溶剂水组成，消泡剂中各组分的重量百分数为：活性组分：45-58％；填料：12-23％；助消泡剂：5-20％；表面活性剂：10-20％；水：3-15％；其中，所述活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物。该消泡剂为白色粘稠乳液，可以任何比例的水稀释，并且该消泡剂消泡迅速、抑泡时间长、不会同其它起泡物质发生反应；无毒、无污染，对环境无害，不伤害微生物，不影响废水排放的COD。采用本发明能明显抑制废水好氧活性污泥池的发泡趋势，保证了石化废水处理过程的正常运行。
Description
技术领域
本发明属于精细化学品领域，特别涉及一种消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂及其制备方法和应用。
技术背景
炼油废水通常的工艺流程为：隔油池→分离罐→浮选池→好氧活性污泥池→接触氧化池→后浮池→总排。其中好氧活性污泥池在运行过程中时常会产生较多泡沫，随后的接触氧化池也存在泡沫问题，泡沫的产生严重影响了废水的处理效果。
目前使用的聚醚消泡剂最大的优点是抑泡能力强，但它有一个致命的缺点是破泡率低，一旦产生了大量的泡沫，它不能一下有效地扑灭，而是需要新加一定量消泡剂才具有很好的消泡、抑泡能力。
与其他消泡剂相比，聚有机硅氧烷类消泡剂化学性质稳定，副作用小，同时在用量很低的时候也有很好的消泡能力和持久的抑泡能力，因而，很受青睐。但是，原始的聚有机硅氧烷消泡剂活性是以聚二甲基硅氧烷和白炭黑为主要组分经过特定加工工艺处理得到的，如美国专利US3383327公开的消泡剂就是这样，但是该消泡剂不能持久抑泡，抑泡性能比较差，不适合大规模工业应用；EP163541B1公开了一种用含末端羟基的聚有机硅氧烷在催化剂的作用下由于含其他活性官能团的聚有机硅氧烷反应形成支链聚有机硅氧烷，并用此代替普通聚有机硅氧烷，但是，本发明所得的消泡剂具有很高的粘度，难以将此乳化分散在水中，因此，无法用于消除废水好氧活性污泥池中的泡沫。中国专利CN101422712A公开了一种消泡剂组合物，该组合物是通过三甲基硅氧烷基封端的聚二甲基硅氧烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、有机树脂在催化剂的作用下发生交联，然后与白炭黑处理，得到消泡剂。该消泡剂具有较快的消泡性能，但是，该消泡剂在非离子体系中才有较快的消泡速度，并且该消泡剂中使用了有机树脂，将其用于处理废水中的泡沫，会增加废水系统的COD含量。
常规的炼油废水处理工艺中，好氧活性污泥池在运行过程中产生较多泡沫，随后的接触氧化池也存在泡沫问题。好氧活性污泥池面上覆盖的泡沫层会影响废水与大气的接触，影响好氧活性污泥的充氧量，泡沫还携带活性污泥浮于池面上，造成排水水质的某些指标超标。因此，有必要开发出具有较强消泡能力和抑泡能力的消泡剂。并且该消泡剂的加入不增加废水系统排出水的COD含量。以用来消除炼油废水处理工艺中产生的泡沫。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的缺陷，提供一种具有较强消泡、抑泡能力，不增加废水系统排出水的COD含量的消泡剂。并具体提供了一种消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂及其制备方法和应用。
本发明技术方案是：一种消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂，该消泡剂由活性组分、填料、助消泡剂、表面活性剂和溶剂水组成，消泡剂中各组分的重量百分数为：
活性组分：45-58％；
填料：12-23％；
助消泡剂：5-20％；
表面活性剂：10-20％；
水：3-15％；
所述活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物；
所述填料为二氧化硅，其颗粒直径分布于3-15μm之间；
所述助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇；
所述的消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂的制备方法，将配方量的有机聚醚-硅氧烷共聚物和填料溶解到配方量的助消泡剂、表面活性剂和水的介质中，剧烈搅动混合，即得所述消泡剂；
所述的消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂用于消除石化废水处理工艺中好氧活性污泥池中的泡沫，所述废水好氧活性污泥池中消泡剂的质量浓度为0.0002％～0.030％；优选浓度为0.001％～0.005％。
该消泡剂为白色粘稠乳液，可以任何比例的水稀释，其具有许多优良化学惰性，它具有表面张力低、消泡迅速、抑泡时间长、成本低、用量少、使用温度范围广、不影响被消泡物的特性、不会同其它起泡物质发生反应；无毒、无污染，对环境无害，不伤害微生物，不影响废水排放的COD。
采用本发明能明显抑制废水好氧活性污泥池的发泡趋势，保证了石化废水处理过程的正常运行。
具体实施方式
该消泡剂的制备方法为：将活性组分有机聚醚-硅氧烷共聚物和填料二氧化硅(其颗粒分布是粒径处于3-15μm的范围内)溶解到助消泡剂碳原子数3～7的环烷醇、表面活性剂和水的介质中，剧烈搅动混合，即可。表面活性剂没有特别限制，阳离子型、阴离子型和非离子型的表面活性剂均可，但是就消泡剂的消泡活性与聚醚-硅氧烷共聚物在水介质中的分散性来说，可优先使用非离子表面活性剂。所说表面活性剂在本发明消泡剂中的数量，应当足以使所说的聚醚-硅氧烷共聚物在水介质中充分乳化，通常使用的表面活性剂量为10-20％。
消泡剂的加入方法为：在二沉池污泥回流到好氧活性污泥池的部位投加消泡剂，尽量选择有机物含量比较低的部位作投加点，以便保证消泡剂能在污泥中充分均匀混合，降低投药量，延长消泡剂与污泥、废水混合物的接触时间。该消泡剂为复合型消泡剂，其特征官能团能自发地进入好氧活性污泥中存在的稳定性泡沫内，并在液膜界面上迅速铺展从而改变膜界面性能，降低液体的表面张力，使液膜内的液体向高表面张力处牵引，破坏气泡的稳定性，液膜迅速变薄，气泡破裂，从而达到消泡的目的。该消泡剂具有极好的分散性，能均匀分散于活性污泥中。
下面结合实施例对本发明进一步描述，该描述只是为了更好的说明本发明而不是对其进行限制。本发明并不限于这里所描述的特殊实例和实施方案。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，都落入本发明的保护范围。
实施例1
取200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液于500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫高度为300ml时停止鼓气，消泡时间＞30秒，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液，各组分的重量份组成为：活性物质∶填料∶助消泡剂∶表面活性剂∶水＝48∶15∶20∶12∶5)2ml后，即消泡剂浓度0.0005％，泡沫迅速消失，消泡时间＜4秒，具有良好的消泡性能。再增加该消泡剂(0.5g/L稀释液)4ml，即消泡剂浓度0.0015％，消泡效果更加明显，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度为30ml。消泡剂不会杀害活性污泥内的微生物，不影响出水水质。
实施例2
取45份活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物、15份二氧化硅填料(其颗粒分布是粒径处于3-15μm的范围内)溶解到20份助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇、10份表面活性剂和10份水的介质中。将200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液加入到500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫层高度为300ml时停止鼓气，消泡时间＞30秒，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液)6ml后，即消泡剂浓度0.0015％，消泡时间为15秒，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度为35ml。
实施例3
取50份活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物、20份二氧化硅填料溶解到10份助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇、12份表面活性剂和8份水的介质中。将200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液加入到500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫层高度为300ml时停止鼓气，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液)6ml后，即消泡剂浓度0.0015％，消泡时间为7秒，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度为30ml。
实施例4
取45份活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物、23份二氧化硅填料(其颗粒分布是粒径处于3-15μm的范围内)溶解到15份助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇、10份表面活性剂和7份水的介质中。将200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液加入到500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫层高度为300ml时停止鼓气，消泡时间＞30秒，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液)6ml后，即消泡剂浓度0.0015％，消泡时间为20秒，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度为39ml。
实施例5
取45份活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物、15份二氧化硅填料(其颗粒分布是粒径处于3-15μm的范围内)溶解到15份助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇、20份表面活性剂和5份水的介质中。将200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液加入到500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫层高度为300ml时停止鼓气，消泡时间＞30秒，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液)6ml后，即消泡剂浓度0.0015％，消泡时间为12秒，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度为28ml。
实施例6
取45份活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物、15份二氧化硅填料(其颗粒分布是粒径处于3-15μm的范围内)溶解到10份助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇、15份表面活性剂和15份水的介质中。将200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液加入到500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫层高度为300ml时停止鼓气，消泡时间＞30秒，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液)6ml后，即消泡剂浓度0.0015％，消泡时间为10秒，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度为30ml。
实施例7
取53份活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物、12份二氧化硅填料溶解到15份助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇、15份表面活性剂和5份水的介质中。将200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液加入到500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫层高度为300ml时停止鼓气，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液)6ml后，即消泡剂浓度0.0015％，消泡时间为8秒，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度为27ml。
实施例8
取55份活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物、20份二氧化硅填料溶解到5份助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇、17份表面活性剂和3份水的介质中。将200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液加入到500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫层高度为300ml时停止鼓气，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液)6ml后，即消泡剂浓度0.0015％，，即消泡剂浓度0.0015％，消泡时间为10秒，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度小于10ml。
实施例9
取58份活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物、17份二氧化硅填料溶解到5份助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇、15份表面活性剂和5份水的介质中。将200ml好氧活性污泥与炼油废水的混合液加入到500ml的量筒内，用空气泵鼓气，使其严重发泡，泡沫层高度为300ml时停止鼓气，加入该消泡剂(0.5g/L稀释液)6ml后，即消泡剂浓度0.0015％，消泡时间为13秒，继续鼓气，半小时内产生泡沫高度为20ml。
实施例10
某石化厂活性污泥处理炼油废水工艺严重发泡，泡沫充满了A/O池，泡沫稳定不易破碎。采用喷水常规的消泡方法无法消除泡沫，使得废水处理工艺不能正常运行。这时在A/O回流段加入0.0025％的浓度(占A/O池混合液，组成同实施例1)的该消泡剂后，迅速抑制了炼油废水处理工艺的发泡趋势，在十分钟内，消除掉整个A/O池内的泡沫，十二小时后泡沫恢复原状。
Claims (4)
1.一种消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂，该消泡剂由活性组分、填料、助消泡剂、表面活性剂和溶剂水组成，其特征在于：消泡剂中各组分的重量百分数为：
活性组分：45-58％；
填料：12-23％；
助消泡剂：5-20％；
表面活性剂：10-20％；
水：3-15％；
所述活性组分为有机聚醚-硅氧烷共聚物；
所述的消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂，其特征在于：所述填料为二氧化硅，其颗粒直径分布于3-15μm之间；
所述的消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂，其特征在于：所述助消泡剂为碳原子数3～7的环烷醇。
2.如权利要求1所述的消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂的制备方法，其特征在于：将配方量的有机聚醚-硅氧烷共聚物和填料溶解到配方量的助消泡剂、表面活性剂和水的介质中，剧烈搅动混合，即得所述消泡剂。
3.如权利要求1所述的消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂用于消除石化废水处理工艺中好氧活性污泥池中的泡沫，其特征在于：所述废水好氧活性污泥池中消泡剂的质量浓度为0.0002％～0.030％。
4.如权利要求1所述的消除废水好氧活性污泥池中泡沫的消泡剂用于消除石化废水处理工艺中好氧活性污泥池中的泡沫，其特征在于：所述废水好氧活性污泥池中消泡剂的质量浓度为0.001％～0.005％。
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