Apakah Fungsi Agen Penyahbuih dalam Pemprosesan Kimia dan Rawatan Air Sisa?

Agen antibuih ditambah apabila buih bukan lagi sekadar gangguan pada permukaan, tetapi mula mengganggu kawalan proses. Dalam pemprosesan kimia, buih yang berterusan boleh mengurangkan isipadu operasi reaktor, memesongkan bacaan aras, memperlahankan penapisan, membawa cecair ke dalam sistem bolong, serta memerangkap pepejal atau gas di tempat yang sepatutnya berlaku pemisahan. Dalam rawatan air sisa, masalah yang sama berlaku di dalam tangki penyamaan, kolam pengudaraan, penjernih, saluran pengendalian enap cemar dan tangki pelepasan. Apabila buih menjadi stabil, pengendali mungkin melihat limpahan, pemindahan oksigen yang lemah, operasi pam yang tidak menentu atau mendapan yang terbentuk di sekitar bibir tangki dan saluran paip.

Tugas asas agen antibuih adalah memecahkan kestabilan gelembung. Buih kekal kerana lapisan cecair nipis di sekeliling setiap gelembung cukup kuat untuk menahan keruntuhan. Kimia penyahbuihan melemahkan lapisan tersebut, merebak merentasi permukaan buih dan membantu gas yang terperangkap keluar. Bergantung pada formulasi, produk ini juga boleh menghalang pembentukan semula buih untuk suatu tempoh selepas keruntuhan awal. Perbezaan ini penting. Sesetengah proses hanya memerlukan pengurangan buih yang pantas semasa gangguan singkat, manakala proses lain memerlukan kawalan buih berterusan dalam sistem peredaran semula atau sistem yang diaerasi secara berterusan.

Mengapa Buih Menjadi Masalah Proses

Dalam banyak sistem kimia, buih terhasil akibat pengadukan, kemasukan udara, pembentukan gas, surfaktan, bahan cemar organik, protein, polimer atau peredaran bersuhu tinggi. Aliran air sisa sangat berubah-ubah, jadi saluran yang beroperasi dengan lancar pada suatu hari mungkin menghasilkan banyak buih pada hari berikutnya apabila detergen, sisa minyak, hasil sampingan penapaian atau bahan kimia pencucian memasuki sistem dari bahagian hulu. Inilah sebabnya pemilihan agen antibuih tidak boleh hanya bergantung pada label produk. Sumber buih sering menentukan sama ada bahan berasaskan silikon, berasaskan polieter, berasaskan minyak mineral atau jenis emulsi berkemungkinan berkesan.

Buih juga menyebabkan kesan sekunder yang mudah disalah tafsir. Besen yang mempunyai buih kelihatan mungkin sebenarnya menghadapi masalah lebih mendalam seperti pengudaraan berlebihan, beban organik luar biasa, perubahan pH, pepejal enap cemar pulangan yang berlebihan atau sisa bahan pencuci yang memasuki sistem. Dalam keadaan ini, penambahan lebih banyak agen antibuih mungkin mengurangkan simptom tetapi membiarkan punca utama tidak berubah. Amalan yang baik adalah mengesahkan tempat buih bermula, sama ada buih berwarna putih, perang, melekit atau berminyak, dan sama ada ia runtuh dengan cepat apabila mengalami gangguan mekanikal. Pemerhatian kecil ini sering menunjukkan sama ada buih berpunca daripada proses atau kimia.

Cara Agen Antibuih Berfungsi dalam Sistem Sebenar

Kebanyakan agen antibuih industri dirumus berasaskan komponen aktif yang tidak larut atau hanya boleh tersebar sebahagiannya. Prestasinya bergantung pada saiz titisan, pekali penyebaran, keserasian pembawa dan ketahanan terhadap ricihan. Produk yang memecahkan buih dalam bikar mungkin gagal pada titik dos berintensiti ricih tinggi kerana emulsi menjadi tidak stabil sebelum sampai ke tangki. Produk lain mungkin berfungsi dengan baik dalam saluran air sisa neutral tetapi berprestasi lemah dalam alkali kuat, kemasinan tinggi atau suhu tinggi.

Dalam reaktor atau bekas pencampuran, agen antibuih biasanya perlu merebak dengan cepat dan memecahkan gelembung serta-merta. Dalam sistem air sisa biologi, kimia produk perlu dinilai dengan lebih teliti kerana sesetengah formulasi boleh mengganggu pemindahan oksigen, mengotorkan membran atau menjejaskan penyahairan enap cemar hiliran jika terlebih dos. Dalam penyejat, menara pelucutan dan peringkat pencucian, kestabilan terma serta tingkah laku terbawa keluar menjadi lebih penting berbanding kelajuan pengurangan buih semata-mata. Produk yang paling berkesan selalunya ialah produk yang mengawal buih tanpa menghasilkan filem, sisa atau masalah pemisahan di bahagian lain saluran.

Titik Penggunaan Biasa

Dalam pemprosesan kimia, agen antibuih biasanya didoskan ke dalam cerek tindak balas, tangki peneutralan, gelung peredaran semula penyental, sistem sokongan penyulingan dan peringkat pencucian produk. Titik dos adalah penting kerana buih tidak semestinya terhasil di tempat ia mula dilihat. Sebagai contoh, buih yang muncul di bahagian atas tangki mungkin sebenarnya disebabkan oleh pam peredaran semula yang menarik masuk udara melalui sambungan sedutan yang bocor.

Dalam rawatan air sisa, titik penambahan biasa termasuk penyamaan influen, tangki suapan pengapungan udara terlarut, kolam pengudaraan, gelung bioreaktor membran, pemekat enap cemar dan tangki suapan penapis penekan. Penambahan secara kelompok mungkin memadai untuk keadaan gangguan yang berlaku sekali-sekala. Dos berterusan pada kadar rendah lebih biasa apabila beban surfaktan boleh dijangka. Jika produk dicairkan sebelum suapan, kualiti air pencairan hendaklah diperiksa kerana air keras, pH melampau atau pencemaran boleh menyebabkan sesetengah emulsi menjadi tidak stabil.

Faktor Pemilihan yang Lebih Penting daripada Label

Agen antibuih hendaklah dipadankan dengan kimia sistem, bukannya dipilih sebagai bahan antibuih umum. Soalan saringan yang berguna termasuk sama ada air mengandungi minyak, surfaktan anionik atau bukan ionik, pepejal terampai yang tinggi, bahan pengoksida atau asid dan alkali kuat; sama ada sistem beroperasi pada suhu tinggi atau suhu ambien; serta sama ada air terawat seterusnya melalui membran, pertukaran ion, rawatan biologi atau penggilapan pelepasan. Langkah hiliran ini mungkin sensitif terhadap bahan tambahan yang tidak serasi.

• Dalam air yang mempunyai kealkalian atau kekerasan tinggi, keserasian dengan kimia kawalan kerak mungkin sama pentingnya dengan kawalan buih itu sendiri.
• Apabila garam zink, fosfonat atau dispersan telah sedia ada, kesan sampingan seperti pecahan emulsi, kekeruhan atau pembentukan mendapan hendaklah dinilai.
• Bagi sistem air industri yang beredar semula, bentuk pengangkutan dan penyimpanan turut mempengaruhi pengendalian. Cecair telus tidak berwarna hingga kuning muda dengan kandungan pepejal yang stabil secara amnya lebih mudah didos secara konsisten berbanding sistem yang terpisah semasa penyimpanan.

Dalam sesetengah program rawatan air, kawalan buih hanyalah salah satu bahagian daripada keseimbangan kimia. Formulasi seperti Carboxylate-Sulfonate-Acrylate Terpolymer (AA/AMPS/HPA) mungkin terdapat dalam langkah rawatan berkaitan sebagai perencat kerak dan dispersan, khususnya dalam keadaan suhu tinggi, pH tinggi, kekerasan tinggi atau kealkalian tinggi. Bahan jenis ini biasanya dibekalkan sebagai cecair telus tidak berwarna hingga kuning muda, dengan kandungan pepejal sekurang-kurangnya 30.0%, ketumpatan pada 20℃ sekurang-kurangnya 1.10 g/cm³, dan pH larutan akueus 1% sekitar 2.0-4.0. Apabila pelbagai bahan tambahan berkongsi gelung air yang sama, ujian keserasian lebih berguna daripada menilai setiap produk secara berasingan.

Kesilapan Penilaian Biasa Semasa Penggunaan

Satu kesilapan yang kerap berlaku ialah menganggap dos yang lebih tinggi memberikan kawalan yang lebih baik. Dos berlebihan boleh menghasilkan sisa terapung, mengganggu pemisahan hiliran atau meningkatkan penggunaan bahan kimia tanpa menambah baik prestasi. Kesilapan lain ialah hanya menjalankan ujian dalam sampel statik. Banyak buih berkelakuan secara berbeza di bawah aliran udara, ricihan, suhu dan masa tinggal, jadi ujian balang yang realistik atau simulasi perintis biasanya lebih bermaklumat berbanding ujian titisan tunggal di atas meja makmal.

Penyimpanan dan pengangkutan juga mudah terlepas pandang. Sesetengah agen antibuih boleh berlapis selepas penyimpanan lama atau keadaan beku, manakala sesetengahnya perlu dicampur secara perlahan sebelum digunakan dan bukannya dikacau dengan kuat. Pengendalian dram, baldi dan IBC hendaklah sepadan dengan bentuk produk serta peralatan dos. Jika sistem dibekalkan dalam pembungkusan IBC 25 kg, 250 kg atau 1250 kg, kebersihan saluran pemindahan dan keserasian kedap pam tetap perlu disemak, khususnya apabila gelincir yang sama mengendalikan asid, dispersan dan bahan kimia rawatan lain.

Penyelarasan Proses Berkaitan Kawalan Buih

Masalah buih sering berada di persimpangan antara operasi, kimia rawatan air, penyelenggaraan dan ujian makmal. Urutan penyelesaian masalah yang berguna bermula dengan mengesahkan sama ada buih berkaitan dengan perubahan bahan mentah, pelepasan kitaran pencucian, peningkatan aliran udara, pelarasan pH, penambahan polimer atau kejadian penyelenggaraan peralatan. Urutan ini lebih praktikal daripada menukar antara beberapa agen antibuih tanpa mengenal pasti pencetusnya.

Dalam kemudahan yang mempunyai air penyejuk, peredaran petrokimia, pemprosesan keluli, pengendalian air medan minyak atau sistem air berkaitan kuasa, saluran yang sama mungkin memerlukan penindasan buih dan kawalan mendapan. Oleh itu, keserasian kimia, reka bentuk titik suapan dan pemantauan sistem hendaklah dipertimbangkan secara bersama. Agen antibuih yang berprestasi baik pada permukaan tetapi menjejaskan kestabilan keseluruhan program rawatan boleh mengalihkan masalah dan bukannya menyelesaikannya.

Apabila dipilih dengan betul, agen antibuih mengekalkan sistem gas-cecair lebih hampir kepada keadaan operasi yang dikehendaki. Ia berfungsi dengan memulihkan isipadu bebas, menambah baik pemisahan fasa, mengehadkan limpahan dan bacaan palsu, serta mengurangkan gangguan operasi yang disebabkan oleh buih stabil. Nilainya paling ketara apabila ia berfungsi secara senyap di latar belakang tanpa menimbulkan masalah penyelenggaraan baharu di bahagian hiliran.