CN112495000A - 新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，包括以下质量百分比的原料：聚醚改性聚二甲基硅氧烷10‑20％，其粘度在500‑1500mPa.s；纳米级气相二氧化硅1‑5％，其粒径在10‑30nm；改性硅油1‑5％；脂肪酸聚氧乙烯酯2‑8％，其HLB值在6‑12；乳化剂3‑10％；增稠剂1‑6％；生物抑制剂1‑2％；剩余为去离子水。本发明的垃圾渗滤液处理用有机硅消泡剂，不仅具有快速消泡和抑泡性好的特点，并且还能耐100‑120℃高温、在复杂的有机物体系中不易破乳和析出。

Description

新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂及其制备方法

技术领域

本发明属于消泡剂技术领域，特别涉及一种新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂及其制备方法。

背景技术

垃圾渗滤液是垃圾填埋场中由于降水和垃圾本身所带的高浓度有机废水，其有机物成分复杂，BOD和COD值较高，氨氮含量高，水质水量变化大，如果不加处理，直接排放，会对环境造成严重的污染。目前，对垃圾渗滤液的处理方法很多，主要分为物化处理、生化处理和土地处理等。物化处理法主要有活性炭吸附、混凝沉淀、高级氧化、电解和膜处理等，生化处理法主要有厌氧和好氧处理等。一般都是物化法和生化法相结合，如预处理+生化处理+深度处理的组合工艺，以达到零排放。

在深度处理过程中，通过纳滤膜和反渗透膜法能够将垃圾渗滤液中的大部分有机物和盐、氨氮等进行有效的过滤和截留，出水可达到生活垃圾填埋污染的控制标准，现已在多个地区得以广泛应用。但是膜过滤后也会产生大量的膜浓缩液，膜浓缩液中的有机物、盐含量和氨氮值远高于渗滤液，如果不处理，则会对环境造成更严重的污染，因此用蒸发浓缩技术进一步将膜浓缩液进行蒸发浓缩，降低废水处理量，然后蒸发后剩余的液体进行干化，将其变为固体后再进行填埋。在蒸发浓缩过程中，由于有机物成分复杂、蒸发温度高、盐含量大、进水水质不稳定等特点，经常会有泡沫溢出，会严重影响蒸发浓缩出水的水质和出水量。

有机硅消泡剂一般通过降低起泡液的表面张力，使泡沫间的液膜变薄以消除泡沫，相对于聚醚消泡剂而言，在极低浓度下就具有优异的消泡效果。但有机硅消泡剂如果稳定性不好，在高温或高碱的环境下会出现破乳和析出，破乳后的乳化剂积累较多时容易堵塞管道、输送泵和过滤网。现在垃圾渗滤液处理所用的蒸发浓缩系统，操作温度通常在100-120℃，温度极高，现有的有机硅消泡剂特别容易出现破乳，不仅严重影响消泡剂的消泡效果，乳化剂和硅油还会影响系统的稳定性和出水水质。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种耐100-120℃高温、消泡抑泡效果优异、化学稳定性良好的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂及其制备方法，以消除蒸发处理过程中的泡沫，具体技术方案如下：

新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，包括以下质量百分比的原料：聚醚改性聚二甲基硅氧烷10-20％，其粘度在500-1500mPa.s；纳米级气相二氧化硅1-5％，其粒径在10-30nm；改性硅油1-5％；脂肪酸聚氧乙烯酯2-8％，其HLB值在6-12；乳化剂3-10％；增稠剂1-6％；生物抑制剂1-2％；剩余为去离子水。

优选地，其中：聚醚改性聚二甲基硅氧烷12％，其粘度在600mPa.s；纳米级气相二氧化硅2％，其粒径在15nm；改性硅油3％；脂肪酸聚氧乙烯酯3％，其HLB值在6.5；乳化剂5％；增稠剂2％；生物抑制剂1％；去离子水为72％。

优选地，其中：聚醚改性聚二甲基硅氧烷18％，其粘度在1200mPa.s；纳米级气相二氧化硅4％，其粒径在20nm；改性硅油4％；脂肪酸聚氧乙烯酯5％，其HLB值在9；乳化剂6％；增稠剂4％；生物抑制剂2％；去离子水为57％。

优选地，所述改性硅油为氨基改性硅油、烷基改性硅油、环氧改性硅油中的一种或几种混合物。

优选地，所述乳化剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、丙二醇嵌段聚醚、聚醚多元醇类中的一种或几种混合物；复配后乳化剂的HLB值为7-11。

优选地，所述增稠剂包括羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、阴离子疏水改性丙烯酸聚合物、卡波树脂中的一种或几种混合物。

优选地，所述生物抑制剂包括苯甲酸盐、季铵盐、异噻唑啉酮类中的一种或几种混合物。

一种制备上述的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂的方法，包括以下步骤：

将聚醚改性聚二甲基硅氧烷、纳米级气相二氧化硅、改性硅油加入反应釜中，升高温度至100-150℃，搅拌反应1-3h，待冷却至40-50℃后，再加入脂肪酸聚氧乙烯酯，搅拌30-40min混合至均匀，然后再加入乳化剂，常温搅拌混合均匀，最后加入增稠剂和生物抑制剂，混合均匀即可制得所述有机硅消泡剂。

本发明的有益效果是：

本发明的垃圾渗滤液处理用有机硅消泡剂，不仅具有快速消泡和抑泡性好的特点，并且还能耐100-120℃高温、在复杂的有机物体系中不易破乳和析出。

其中，聚醚改性聚二甲基硅氧烷采用在聚二甲基硅氧烷聚合物的支链上接枝环氧乙烷和环氧丙烷的共聚基团形成特殊的聚醚基团，不仅可改善消泡剂的高温稳定性，还可增加消泡剂的抑泡性能，抑泡时间更持久；另外，经过聚醚改性的聚二甲基硅氧烷具有自乳化功能，使消泡剂在复杂的有机物体系中不易破乳和析出；纳米级气相二氧化硅的粒径为10-30nm，可增加消泡剂在起泡体系中的分散性，提高消泡剂的消泡速度；改性硅油的热分解温度在150℃以上，在100-120℃的高温蒸发体系中不会分解，仍具有优异的消泡效果；脂肪酸聚氧乙烯酯的HLB值为6-12，可改善消泡剂的亲水性，增加消泡剂在体系中的铺展速度，进而提高消泡速度；乳化剂不仅可以用常见的脂肪醇聚氧乙烯醚，还可用嵌段聚醚和聚醚多元醇等，均为非离子化合物，具有良好的化学惰性，也会提高消泡剂乳液在复杂有机物体系中的稳定性。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其由以下重量份数的原料制成：聚醚改性聚二甲基硅氧烷12份，其粘度在600mPa.s；纳米级气相二氧化硅2份，其粒径在15nm；氨基改性硅油3份；脂肪酸聚氧乙烯酯3份，其HLB值在6.5；脂肪醇聚氧乙烯醚5份；羟甲基纤维素2份；苯甲酸盐1份；去离子水为72份。

实施例2：

新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其由以下重量份数的原料制成：聚醚改性聚二甲基硅氧烷18份，其粘度在1200mPa.s；纳米级气相二氧化硅4份，其粒径在20nm；环氧改性硅油4份；脂肪酸聚氧乙烯酯5份，其HLB值在9；丙二醇嵌段聚醚6份；卡波树脂4份；季铵盐2份；去离子水为57份。

一种制备上述各实施例的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂的方法，包括以下步骤：

将聚醚改性聚二甲基硅氧烷、纳米级气相二氧化硅、改性硅油加入反应釜中，升高温度至100-150℃，搅拌反应1-3h，待冷却至40-50℃后，再加入脂肪酸聚氧乙烯酯，搅拌30-40min混合至均匀，然后再加入乳化剂，常温搅拌混合均匀，最后加入增稠剂和生物抑制剂，混合均匀即可制得所述有机硅消泡剂。

性能评价：

(1)消泡及抑泡性能

将本发明消泡剂用自来水按照1-5％浓度稀释，然后，通过输送泵和管道，加入到垃圾渗滤液处理现场的蒸发浓缩罐中，保持罐内温度为100-120℃，每隔2个小时观察蒸发浓缩罐中液位表面的泡沫高度，并记录消泡剂的消耗量。从加入一定量的本发明消泡剂，开始计时，记录罐内泡沫完全消除所消耗的时间。然后再记录罐内液面泡沫高度再重新达到一定刻度所需的时间，即为本发明消泡剂的抑泡时间。结果见表1所示。

表1本发明消泡剂与其他同类消泡剂的消泡时间和抑泡时间对比

结果：由表1可知，与其他同类消泡剂相比，本发明消泡剂具有良好的消泡和抑泡性能。

(2)高温下稳定性

将本发明消泡剂按照一定浓度加入到垃圾渗滤液处理现场的蒸发浓缩罐中，经过持续运行15-20天后，将蒸发罐冷却至室温，打开后观察罐内壁、过滤网、加热管束上均无粘性物质残留，也无白色物质析出，说明本发明消泡剂的耐热性和稳定性良好，不易破乳和析出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：聚醚改性聚二甲基硅氧烷10-20％，其粘度在500-1500mPa.s；纳米级气相二氧化硅1-5％，其粒径在10-30nm；改性硅油1-5％；脂肪酸聚氧乙烯酯2-8％，其HLB值在6-12；乳化剂3-10％；增稠剂1-6％；生物抑制剂1-2％；剩余为去离子水。

2.根据权利要求1所述的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其特征在于，其中：聚醚改性聚二甲基硅氧烷12％，其粘度在600mPa.s；纳米级气相二氧化硅2％，其粒径在15nm；改性硅油3％；脂肪酸聚氧乙烯酯3％，其HLB值在6.5；乳化剂5％；增稠剂2％；生物抑制剂1％；去离子水为72％。

3.根据权利要求1所述的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其特征在于，其中：聚醚改性聚二甲基硅氧烷18％，其粘度在1200mPa.s；纳米级气相二氧化硅4％，其粒径在20nm；改性硅油4％；脂肪酸聚氧乙烯酯5％，其HLB值在9；乳化剂6％；增稠剂4％；生物抑制剂2％；去离子水为57％。

4.根据权利要求1所述的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其特征在于：所述改性硅油为氨基改性硅油、烷基改性硅油、环氧改性硅油中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其特征在于：所述乳化剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、丙二醇嵌段聚醚、聚醚多元醇类中的一种或几种混合物；复配后乳化剂的HLB值为7-11。

6.根据权利要求1所述的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其特征在于：所述增稠剂包括羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、阴离子疏水改性丙烯酸聚合物、卡波树脂中的一种或几种混合物。

7.根据权利要求1所述的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂，其特征在于：所述生物抑制剂包括苯甲酸盐、季铵盐、异噻唑啉酮类中的一种或几种混合物。

8.一种制备如权利要求1～7中任一项所述的新型垃圾渗滤液处理用的有机硅消泡剂的方法，包括以下步骤：

将聚醚改性聚二甲基硅氧烷、纳米级气相二氧化硅、改性硅油加入反应釜中，升高温度至100-150℃，搅拌反应1-3h，待冷却至40-50℃后，再加入脂肪酸聚氧乙烯酯，搅拌30-40min混合至均匀，然后再加入乳化剂，常温搅拌混合均匀，最后加入增稠剂和生物抑制剂，混合均匀即可制得所述有机硅消泡剂。