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哪些因素会影响破乳剂的破乳效果?

时间:2024-12-31 13:43:50 来源: 浏览|:35次

哪些因素会影响破乳剂的破乳效果?


与其他化学药剂联合使用时的投加顺序影响
絮凝剂与破乳剂
当破乳剂和絮凝剂联合使用时,投加顺序对破乳剂用量有明显影响。如果先加入絮凝剂,絮凝剂可能会包裹乳化油滴,形成絮体,阻碍破乳剂与油滴表面乳化剂的接触。在这种情况下,为了达到良好的破乳效果,就需要增加破乳剂的用量。例如,在含油污水的处理中,若先加入聚合氯化铝絮凝剂,它会使油滴和部分悬浮固体聚集成较大的絮体,此时再加入破乳剂,破乳剂很难穿透絮凝体到达油滴表面的乳化膜,所以需要更多的破乳剂来破坏乳化。
相反,如果先加入破乳剂,使其能够充分地破坏乳化膜,使油滴聚并,然后再加入絮凝剂,絮凝剂可以更好地将聚并后的油滴和其他杂质一起絮凝沉淀。这样,破乳剂的用量可以相对减少,因为它能够更有效地发挥作用,在油滴未被絮凝体包裹之前就完成了破乳过程。
氧化剂与破乳剂
对于一些含有还原性物质或难降解有机物的污水,可能会同时使用氧化剂和破乳剂。如果先加入氧化剂,它可能会氧化破乳剂或改变污水中乳化剂的性质。例如,强氧化剂如高锰酸钾可能会氧化破乳剂中的某些活性基团,降低破乳剂的活性。为了达到预期的破乳效果,就需要增加破乳剂的用量。
若是先使用破乳剂进行破乳,使油滴聚并后,再用氧化剂处理,可以避免氧化剂对破乳剂的直接破坏,并且在一定程度上,破乳后的油滴分离可以减少氧化剂与乳化油滴中还原性物质的接触,使氧化剂更有效地处理其他污染物。这样,破乳剂的用量可以按照正常的需求进行投加,而不会因为氧化剂的干扰而增加。
pH 调节剂与破乳剂
污水的 pH 值对破乳剂的活性和乳化油滴的稳定性有重要影响。如果先调节污水的 pH 值,使乳化油滴处于不稳定状态或者使破乳剂处于活性较高的 pH 环境,破乳剂的用量可以相对减少。例如,对于一些在酸性环境下活性较高的破乳剂,先将污水 pH 值调节到合适的酸性范围,再加入破乳剂,破乳剂能够更有效地发挥作用,降低其用量。
然而,如果先加入破乳剂,后调节 pH 值,可能会因为 pH 值的改变而影响破乳剂的活性。例如,在碱性环境下加入的破乳剂,当 pH 值被调节到酸性时,破乳剂可能会发生沉淀或活性降低的情况。为了弥补这种活性损失,可能需要增加破乳剂的用量。
多种破乳剂联合使用时的投加顺序影响
不同类型破乳剂:当使用多种不同类型的破乳剂,如同时使用低分子醇类破乳剂和高分子聚醚类破乳剂时,投加顺序会影响它们的协同作用。如果先加入低分子破乳剂,它可以快速改变油水界面张力,使乳化膜初步不稳定。然后加入高分子破乳剂,高分子破乳剂能够利用其桥联作用使油滴进一步聚并。这种顺序可以充分发挥两种破乳剂的优势,相对减少总的破乳剂用量。
** 相反,如果投加顺序颠倒,高分子破乳剂先加入可能会在油滴表面形成一层相对稳定的吸附层,阻碍低分子破乳剂对油水界面张力的快速改变。此时,为了达到相同的破乳效果,可能需要增加破乳剂的总用量。
哪些因素会影响破乳剂的破乳效果?
破乳剂自身特性
类型差异
无机破乳剂:如酸类(硫酸、盐酸)和盐类(氯化钙、氯化镁)破乳剂。酸类主要通过调节 pH 值使乳化剂失去活性来破乳,盐类则是改变离子强度破坏乳液稳定性。但其破乳效果相对有限,对于复杂的乳液可能效果不佳。例如,在处理含有多种表面活性剂的工业乳化废水时,无机破乳剂可能无法完全破坏乳化膜。
有机破乳剂:
低分子有机破乳剂(如醇类、醚类):通过改变油水界面张力使乳化膜不稳定。它们作用速度相对较快,但稳定性差。例如,乙醇作为破乳剂,能在短时间内降低油水界面能,但自身易挥发,在复杂乳液体系中单独使用时破乳效果可能不理想。
高分子有机破乳剂(如聚醚类、聚酯类):具有较长的分子链和多种活性基团,能通过桥联、吸附等作用使油滴或水滴聚并。其破乳效果好,但合成和使用成本较高。在处理高稳定性乳液时优势明显,不过对环境条件(如温度、pH 值)较为敏感。
化学结构
破乳剂分子中的亲油和亲水基团比例及分布影响其对不同类型乳液的破乳能力。例如,亲油基团较多的破乳剂适合处理油包水型乳液,能更好地渗透到油相,与乳化膜中的亲油成分相互作用;而亲水性较强的破乳剂则对水包油型乳液更有效。
浓度
破乳剂浓度不足时,无法充分破坏乳化膜或使油滴、水滴聚并,导致破乳不完全。但浓度过高可能会引起新的乳化现象或增加处理成本。例如,在原油脱水中,若破乳剂浓度过高,可能会使原油再次乳化。
乳液的性质
乳液类型
油包水(W/O)和水包油(O/W)型乳液:油包水型乳液中油是连续相,需要亲油性破乳剂;水包油型乳液则需要亲水性破乳剂。例如,在食品加工行业的含油废水(水包油型)处理中,亲水性的醇类破乳剂效果较好;而在原油开采废水(油包水型)处理中,亲油的聚醚型破乳剂更适用。
多重乳液(如油包水包油(O/W/O)或水包油包水(W/O/W)型):结构复杂,破乳难度大,需要特殊设计的复合破乳剂或多级破乳工艺来提高破乳效果。
乳化剂性质
乳化剂种类:离子型乳化剂(如十二烷基硫酸钠,阴离子型)通过静电斥力维持乳液稳定,破乳剂需要中和电荷或破坏吸附层来破乳;非离子型乳化剂(如聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯)靠空间位阻效应稳定乳液,破乳剂要克服空间位阻。
乳化剂浓度和强度:高浓度乳化剂形成的乳液更稳定,破乳剂需要更多的量或更强的活性才能突破吸附膜。高 效乳化剂(如高分子量聚合物乳化剂)形成的乳液很难被破乳,需要针对性更强的破乳剂或联合使用多种破乳方法。
油滴或水滴大小和分布
油滴或水滴较小且分布均匀的乳液,破乳剂需要花费更多时间和能量来使它们聚并。而存在较大油滴或水滴的乳液,在破乳剂作用下更容易实现沉降或上浮分离,破乳效率相对较高。
外部环境因素
温度
温度升高通常有利于破乳。一方面,温度升高使乳化剂溶解度增加,乳化膜强度减弱;另一方面,油相和水相的粘度降低,油滴和水滴运动速度加快,有利于聚并和沉降。例如,在原油脱水过程中,适当提高温度可以显著提高破乳剂的破乳效率,但温度过高可能会导致破乳剂失效或乳液发生其他变化(如油相挥发、水相沸腾等)。
pH 值
pH 值会影响乳化剂和破乳剂的存在形式和活性。对于离子型乳化剂,改变 pH 值可能会使其失去活性,有利于破乳。同时,破乳剂本身的活性也受 pH 值影响,某些破乳剂在酸性或碱性条件下活性更高。例如,含有氨基的破乳剂在弱碱性环境下性能可能更好。
搅拌强度和时间
适当的搅拌可以使破乳剂均匀地分散在乳液中,促进破乳剂与乳化膜的接触。但搅拌强度过大或时间过长,可能会导致已经聚并的油滴或水滴重新分散。例如,在污水处理中,先进行快速搅拌使破乳剂快速分散,然后进行慢速搅拌促进油滴或水滴的聚并,这样的搅拌方式有助于提高破乳效率。



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