一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂及其制备方法与流程

1.本发明属于消泡剂技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂及其制备方法。


背景技术：

2.垃圾渗滤液是在垃圾填埋和堆放过程中，由垃圾本身所含的游离水、自然降水和有机物分解产生的水以及渗入垃圾填埋场中的地表水和地下水，通过淋溶作用产生的大量废水。由于垃圾的成分十分复杂，因此所产生的垃圾渗滤液是一种成分复杂，高有机物高氨氮高盐分的特种废水，而1t渗滤液约相当于100t城市污水所含污染物的浓度。渗滤液如果直接排放，会对周围的环境，尤其是地下水产生不可逆的危害。
3.按填埋时间可将渗滤液简单划分为年轻渗滤液(＜5年)、成熟渗滤液(中、老龄，分别为5-10年、＞10年)。年轻渗滤液一般具有较高bod5/cod，采用生物处理能取得较好的效果，但中、老龄渗滤液bod5/cod较低，可生化性低。故针对中、老龄渗滤液普遍采用蒸发法处理，蒸发法处理渗滤液是将废水中可以挥发的组分(如小分子挥发性有机物、nh3等)和难以挥发的组分(腐殖酸、富里酸及总溶解性固体(tds)等)进行分离且能够达到良好处理效果的技术。随着蒸发处理工艺的广泛应用，其中的泡沫问题也日益突出，由于渗滤液有机物含量复杂，在蒸发过程中泡沫较高，会影响蒸发罐中的液位和出水水质的稳定性。垃圾渗滤液处理中应用的消泡剂种类较多，虽然目前关于聚醚消泡剂和有机硅消泡剂的报道及应用有很多，但适合垃圾渗滤液蒸发处理工艺的消泡剂较少。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂及其制备方法，该消泡剂消泡时间快，抑泡时间长，同时还具有提高渗滤液浓缩倍数的作用。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：第一方面，提供一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷10～30％，增稠剂0.5％～1.5％，缓蚀阻垢剂1～5％，润湿剂1～4％，渗透剂6～10％，增溶剂3～6％，去离子水50～80％；所述缓蚀阻垢剂为聚环氧琥珀酸或聚天冬氨酸。
6.本专利根据垃圾渗滤液蒸发过程中渗滤液有机物成分复杂、高温、悬浮物多等特点，发明了一种聚醚改性聚硅氧烷复配消泡剂；使用si-c型自乳化聚醚改性聚硅氧烷，不仅可以改善消泡剂的高温稳定性、酸碱稳定性，同时利用其自乳化性能，避免了有机硅消泡剂乳化不良，高温破乳后硅油残留，难于清洗的问题，同时复配润湿剂、渗透剂、增溶剂和缓蚀阻垢剂，提高消泡剂对垃圾渗滤液的消抑泡性能，以及消泡剂的阻垢性能，防止垃圾渗滤液在高温蒸发过程中产生严重的结垢，提高浓缩倍数。选择聚环氧琥珀酸或聚天冬氨酸作为缓蚀阻垢剂，不仅提高了消泡剂的阻垢性能，同时聚环氧琥珀酸或聚天冬氨酸与聚醚改性聚硅氧烷结合，提高了消泡剂的消泡速度。上述组分相互配合，能够得到提高消泡剂的抑泡时间、消泡速度，以及阻垢性能，提高浓缩倍数。
7.优选地，所述的消泡剂包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷20-25％，增稠剂0.5％～0.8％，缓蚀阻垢剂2-3％，润湿剂2～3％，渗透剂5～8％，增溶剂3～4％，去离子水余量。发明人通过研究发现，在上述配比下，消泡剂的性能较佳。
8.优选地，所述的消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷25％，增稠剂0.6％，缓蚀阻垢剂3％，润湿剂3％，渗透剂8％，增溶剂4％，去离子水56.4％。在上述配比下，消泡剂的消泡时间最短，抑泡时间最长，阻垢性能优异，提高蒸发浓缩倍数的作用最好。
9.优选地，所述增溶剂为单硬脂酸甘油酯或甘油二油酸酯，增溶剂和聚醚改性聚硅氧烷复配，能够提高消泡剂对垃圾渗滤液的溶解效果，进一步提高垃圾渗滤液的蒸发浓缩倍数。
10.优选地，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或异构十三醇聚氧乙烯醚，渗透剂和聚醚改性聚硅氧烷复配，增加消泡剂在体系中的渗透速度，提高聚醚改性聚硅氧烷的消泡效果，提高消泡速度，同时其优异的分散效果，减少结垢。
11.优选地，所述润湿剂为油酸聚氧乙烯酯或硬脂酸聚氧乙烯酯，润湿剂增加消泡剂润湿性能，和聚醚改性聚硅氧烷复配，增加消泡剂在体系中的润湿性能，加快消泡剂起作用的时间，提高聚醚改性聚硅氧烷的消泡作用效果，提高消泡速度，同时其优异的分散效果，减少结垢。
12.优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素。羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素的作为增稠剂，可以提高消泡剂乳液在复杂有机物体系中稳定性，使消泡剂在复杂的有机物体系中不易析出。
13.第二方面，提供一种消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)将增稠剂置于水中，加热搅拌使其完全溶解，冷却后得到增稠剂溶液；
15.(2)在搅拌下，使用硫酸调节缓蚀阻垢剂的ph至中性；
16.(3)按比例称取步骤(1)所得增稠剂溶液、步骤(2)所得缓蚀阻垢剂、聚醚改性聚硅氧烷、润湿剂、渗透剂、增溶剂，加热搅拌均匀，降至常温，即得消泡剂。
17.本发明消泡剂的制备方法可以先进行步骤(2)，再进行步骤(1)，也可以同时进行步骤(1)和步骤(2)，步骤(1)和步骤(2)的顺序对于消泡剂的制备没有影响，可以按需选择顺序。
18.本技术使用的缓蚀阻垢剂为碱性，为了避免消泡剂对垃圾渗滤液体系ph的影响，因此在制备消泡剂的过程中，需要将缓蚀阻垢剂的ph调节至中性。
19.优选地，所述步骤(1)加热的温度为80℃，搅拌的时间为1h。
20.优选地，所述步骤(1)加热的温度为50℃，搅拌的时间为1h。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过聚醚改性聚硅氧烷，增稠剂，缓蚀阻垢剂，渗透剂，润湿剂和增溶剂复配制备的消泡剂，其具有显著的消抑泡性能、提高蒸发浓缩倍数。
附图说明
22.图1为垃圾渗滤液原液；
23.图2为未加消泡剂浓缩20倍的垃圾渗滤液；
24.图3为加入实施例3消泡剂浓缩20倍的垃圾渗滤液。
具体实施方式
25.为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
26.实施例1
27.本实施例提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷20％、羧甲基纤维素钠0.8％、聚环氧琥珀酸2％、异构十三醇聚氧乙烯醚6％、油酸聚氧乙烯酯3％、单硬脂酸甘油酯2％，水66.2％。
28.本实施例还提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
29.(1)称取1.2重量份的羧甲基纤维钠，置于100体积份的去离子水中，在80℃下搅拌1h，使其完全溶解，降温至50℃，即得增稠剂溶液；
30.(2)在搅拌下，向聚环氧琥珀酸中加入硫酸，调节聚环氧琥珀酸的ph至中性；
31.(3)称取67重量份步骤(1)所得增稠剂、20重量份聚醚改性聚硅氧烷、2重量份步骤(2)所得聚环氧琥珀酸、2重量份单硬脂酸甘油酯、6重量份的异构十三醇聚氧乙烯醚、3重量份的油酸聚氧乙烯酯，在50℃，转速为80r/min的条件下，搅拌1h，然后降至常温，静置，即得消泡剂。
32.实施例2
33.本实施例提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷20％、羧甲基纤维素钠0.5％、单硬脂酸甘油酯4％、聚环氧琥珀酸3％、异构十三醇聚氧乙烯醚8％、油酸聚氧乙烯酯3％、水61.5％。
34.本实施例还提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
35.(1)称取0.8重量份的羧甲基纤维钠，置于100体积份的去离子水中，在80℃下搅拌1h，使其完全溶解，降温至50℃，即得增稠剂溶液；
36.(2)在搅拌下，向聚环氧琥珀酸中加入硫酸，调节聚环氧琥珀酸的ph至中性；
37.(3)称取63重量份步骤(1)所得增稠剂、20重量份聚醚改性聚硅氧烷、3重量份步骤(2)所得聚环氧琥珀酸、4重量份单硬脂酸甘油酯，8重量份的异构十三醇聚氧乙烯醚、3重量份的油酸聚氧乙烯酯，在50℃，转速为80r/min的条件下，搅拌1h，然后降至常温，静置，即得消泡剂。
38.实施例3
39.本实施例提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷25％、羧甲基纤维素钠0.6％、单硬脂酸甘油酯4％、聚环氧琥珀酸3％、异构十三醇聚氧乙烯醚8％、油酸聚氧乙烯酯3％、水56.4％。
40.本实施例还提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
41.(1)称取1重量份的羧甲基纤维钠，置于100体积份的去离子水中，在80℃下搅拌1h，使其完全溶解，降温至50℃，即得增稠剂溶液；
42.(2)在搅拌下，向聚环氧琥珀酸中加入硫酸，调节聚环氧琥珀酸的ph至中性；
43.(3)称取57重量份步骤(1)所得增稠剂、25重量份聚醚改性聚硅氧烷、3重量份步骤(2)所得聚环氧琥珀酸、3重量份单硬脂酸甘油酯，8重量份异构十三醇聚氧乙烯醚、3重量份
油酸聚氧乙烯酯，在50℃，转速为80r/min的条件下，搅拌1h，然后降至常温，静置，即得消泡剂。
44.实施例4
45.本实施例提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷10％、羧甲基纤维素钠1.5％、单硬脂酸甘油酯3％、聚环氧琥珀酸2％、异构十三醇聚氧乙烯醚8％、油酸聚氧乙烯酯2％、水73.5％。
46.本实施例还提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
47.(1)称取2重量份的羧甲基纤维钠，置于100体积份的去离子水中，在80℃下搅拌1h，使其完全溶解，降温至50℃，即得增稠剂溶液；
48.(2)在搅拌下，向聚环氧琥珀酸中加入硫酸，调节聚环氧琥珀酸的ph至中性；
49.(3)称取73重量份步骤(1)所得增稠剂、10重量份聚醚改性聚硅氧烷、2重量份步骤(2)所得聚环氧琥珀酸、3重量份单硬脂酸甘油酯、8重量份异构十三醇聚氧乙烯醚、2重量份油酸聚氧乙烯酯，在50℃，转速为80r/min的条件下，搅拌1h，然后降至常温，静置，即得消泡剂。
50.实施例5
51.本实施例提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷30％、羧甲基纤维素钠0.5％、单硬脂酸甘油酯3％、聚环氧琥珀酸1％、异构十三醇聚氧乙烯醚6％、油酸聚氧乙烯酯3％、水56.5％。
52.本实施例还提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
53.(1)称取0.85重量份的羧甲基纤维钠，置于100体积份的去离子水中，在80℃下搅拌1h，使其完全溶解，降温至50℃，即得增稠剂溶液；
54.(2)在搅拌下，向聚环氧琥珀酸中加入硫酸，调节聚环氧琥珀酸的ph至中性；
55.(3)称取57重量份步骤(1)所得增稠剂、30重量份聚醚改性聚硅氧烷、1重量份步骤(2)所得聚环氧琥珀酸、3重量份单硬脂酸甘油酯、6重量份异构十三醇聚氧乙烯醚、3重量份油酸聚氧乙烯酯，在50℃，转速为80r/min的条件下，搅拌1h，然后降至常温，静置，即得消泡剂。
56.实施例6
57.本实施例提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷10％、羧甲基纤维素钠1.5％、单硬脂酸甘油酯6％、聚环氧琥珀酸5％、异构十三醇聚氧乙烯醚10％、油酸聚氧乙烯酯1％、水66.5％。
58.本实施例还提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
59.(1)称取2.2重量份的羧甲基纤维钠，置于100体积份的去离子水中，在80℃下搅拌1h，使其完全溶解，降温至50℃，即得增稠剂溶液；
60.(2)在搅拌下，向聚环氧琥珀酸中加入硫酸，调节聚环氧琥珀酸的ph至中性；
61.(3)称取68重量份步骤(1)所得增稠剂、10重量份聚醚改性聚硅氧烷、5重量份步骤(2)所得聚环氧琥珀酸、6重量份单硬脂酸甘油酯、10重量份异构十三醇聚氧乙烯醚、1重量份油酸聚氧乙烯酯，在50℃，转速为80r/min的条件下，搅拌1h，然后降至常温，静置，即得消泡剂。
62.实施例7
63.本实施例提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂，包括以下质量百分比的组分：聚醚改性聚硅氧烷20％、羧甲基纤维素钠0.5％、单硬脂酸甘油酯3％、聚环氧琥珀酸1％、异构十三醇聚氧乙烯醚6％、油酸聚氧乙烯酯4％、水66.5％。
64.本实施例还提供了一种垃圾渗滤液蒸发用消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
65.(1)称取0.75重量份的羧甲基纤维钠，置于100体积份的去离子水中，在80℃下搅拌1h，使其完全溶解，降温至50℃，即得增稠剂溶液；
66.(2)在搅拌下，向聚环氧琥珀酸中加入硫酸，调节聚环氧琥珀酸的ph至中性；
67.(3)称取66重量份步骤(1)所得增稠剂、20重量份聚醚改性聚硅氧烷、1重量份步骤(2)所得聚环氧琥珀酸、3重量份单硬脂酸甘油酯、6重量份异构十三醇聚氧乙烯醚、4重量份油酸聚氧乙烯酯，在50℃，转速为80r/min的条件下，搅拌1h，然后降至常温，静置，即得消泡剂。
68.效果例1
69.各性能的测试方法如下：
70.1、消泡时间和抑泡时间：取中山市某垃圾厂垃圾渗滤液，取100ml至刻度玻璃管内，加热，放入鼓泡仪鼓泡，泡沫高度达到250ml，加入100ppm的消泡剂，记录泡沫消除时间t1，记为消泡时间；继续鼓泡，至泡沫高度重新达到250ml，记录时间t2，记为抑泡时间；
71.2、阻垢性：《gb/t16632-2008水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》；
72.采用上述方法测试实施例1-7所得消泡剂的性能，测试结果如表1所示。
73.表1
[0074][0075]
[0076]
注：表1中的市售产品为西安威弗莱环境控制技术有限责任公司的wf-sc132耐高温消泡剂。
[0077]
从表1中的试验数据可知，本发明的垃圾渗滤液蒸发用消泡剂具有良好的消泡和抑泡性能，且具有良好的阻垢性。
[0078]
效果例2
[0079]
本效果例考察了消泡剂对垃圾渗滤液浓缩倍数影响，设置了以下试验，试验采用实施例3。测试方法：取垃圾渗滤液原液1000ml于1000ml烧杯中，放入沸石，置于电炉上加热至剩余液体为50ml，即浓缩20倍后，对比加入测试消泡剂效果，测试结果下图1-3所示。
[0080]
图1为垃圾渗滤液原液，图2为未加消泡剂浓缩20倍的垃圾渗滤液，图3为加入实施例3消泡剂浓缩20倍的垃圾渗滤液。对比图1-3，可知，本发明的垃圾渗滤液蒸发用消泡剂具有良好的增溶性能，良好的阻垢性能，可以提高垃圾渗滤液蒸发浓缩倍数。
[0081]
效果例3
[0082]
本效果例考察了聚醚改性聚硅氧烷和增溶剂的质量比对垃圾渗滤液浓缩倍数影响，设置了试验组1-5，试验组1-5中除了聚醚改性聚硅氧烷和增溶剂的质量比与实施例3不同，其余均与实施例3相同，试验组1-3中聚醚改性聚硅氧烷和增溶剂的比例如下表2所示。
[0083]
测试试验组1-5的垃圾渗滤液的蒸发浓缩倍数，测试方法为：取垃圾渗滤液原液1000ml于1000ml烧杯中，放入沸石，置于电炉上加热至剩余液体为不同的体积，当烧杯上出现结垢，停止试验，烧杯中的体积为垃圾渗滤液的最终体积，计算垃圾渗滤液的蒸发浓缩倍数，计算公式为：蒸发浓缩倍数＝垃圾渗滤液原液的体积/垃圾渗滤液的最终体积。测试结果如表2所示。
[0084]
表2
[0085][0086]
从表2中可知，聚醚改性聚硅氧烷和增溶剂添加总量相同时，聚醚改性聚硅氧烷和增溶剂的质量比对垃圾渗滤液的蒸发浓缩倍数有影响，当聚醚改性聚硅氧烷和增溶剂的质量比为5：1时，垃圾渗滤液的蒸发浓缩倍数较高。
[0087]
最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护
范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。