Warum sollten Silikon-Entschäumer in der Abwasserbehandlungsindustrie verwendet werden?

Mit der Beschleunigung der weltweiten Industrialisierung und dem Anstieg der Urbanisierungsraten ist die Abfallbehandlung zu einer entscheidenden Komponente bei der Bewältigung nachhaltiger Entwicklung und des Umweltschutzes für Länder weltweit geworden. Ein Vorteil von Siliconentschäumern ist ihre Fähigkeit, diese Kosten zu kontrollieren, indem sie Schaum effizient verhindern und beseitigen. Wie effektiv sind silikonbasierte Entschäumer in der Abwasserbehandlungsindustrie?

Im letzten Jahrzehnt haben Siliconentschäumer in der Wasserbehandlungsindustrie an Bedeutung gewonnen, dank ihrer überlegenen Leistung, exzellenten Umweltverträglichkeit, dualen Entschäumungs- und Schaumkontroll- (Schaumverhütungs-) Effekten und Anpassungsfähigkeit an verschiedene wässrige Systeme in industriellen Prozessen. Siliconentschäumer sind aufgrund ihrer nachgewiesenen Wirksamkeit mittlerweile weit verbreitet im gesamten Abwasserbehandlungssektor eingesetzt. Sie sind zu einem wesentlichen Grundmaterial in vielen Anwendungen und verschiedenen Abwasserbehandlungssystemen geworden.

Es gibt sieben Aspekte bei der Einführung von Siliconentschäumern:

• Welche Gefahren birgt Schaum?
• Was ist die Grundfunktion eines Entschäumers?
• Was ist die Zusammensetzung und der Wirkmechanismus von Siliconentschäumern?
• Was sind die Vorteile von Silikon-Entschäumern?
• Wie werden Silikonharz-Entschäumer in der Abwasserbehandlung eingesetzt?
• Wie ist der Markttrend für Siliconentschäumer?
• Wie lassen sich die Vorteile von Siliconentschäumern verbessern?

1. Welche Gefahren birgt Schaum?

In Abwasserbehandlungsprozessen wie Belüftung, biologischer Behandlung, belebtem Schlamm, Sedimentation und Filtration können Faktoren wie Tenside, mikrobielle Stoffwechselprodukte und Flockungsmittelrückstände leicht zur Bildung großer Mengen anhaltenden Schaums führen, was hauptsächlich folgende Gefahren verursacht:

Auswirkungen auf den Betrieb von Anlagen: Schaum kann Belüftungsöffnungen, Überlaufkanäle und Sammelbehälter wie den Rückgewinnungstank blockieren, das effektive Volumen der Anlage reduzieren und zu einer verringerten Produktionskapazität führen. Darüber hinaus kann Schaum Fehler in Oberflächenbeschichtungen verursachen und die Prozessqualität beeinträchtigen, weshalb es wesentlich ist, die Schaumbildung zu kontrollieren.

Reduzierte Behandlungseffizienz: Aufschwimmender und eine Deckschicht bildender Schaum behindert den Gas-Flüssigkeits-Austausch, was sowohl die Betriebseffizienz als auch die Produktqualität verringern kann, indem die Sauerstofflösungsraten gesenkt und dadurch die Effizienz der mikrobiellen Schadstoffentfernung beeinträchtigt wird.

Erhöhter Chemikalienverbrauch: Schaum trägt organische Verbindungen und Schadstoffe fort, was zu einem erhöhten Chemikalienverbrauch (Reinigungsmittel, Additive) und höheren Kosten führt.

Umweltverschmutzung: Überlaufender biochemischer Schaum kann Sekundärverschmutzung verursachen und sogar die Sicherheit der flussabwärts gelegenen Umwelt sowie Becken beeinträchtigen.

Wartungsaufwand: Häufige Schaumentfernung erhöht den Arbeitsaufwand bei der Wartung und führt zu Geräteausfallzeiten.

2. Was ist die Grundfunktion eines Entschäumers?

Die Aufgabe eines Entschäumers besteht darin, Schaumbildung schnell zu beseitigen oder zu unterdrücken, um einen stabilen, kontinuierlichen und effizienten Betrieb der Abfallbehandlung zu gewährleisten. Entschäumer können je nach Material und Zusammensetzung in mineralölbasierte, alkylalkoholbasierte, polyetherbasierte und silikonbasierte Entschäumer eingeteilt werden. Unter diesen verdrängen silikonbasierte Antischaummittel aufgrund ihrer einzigartigen Silikonchemie und hervorragenden Gesamtleistung allmählich traditionelle Entschäumungsprodukte und haben sich zur Industrienorm entwickelt.’Die bevorzugte Steuerungsmöglichkeit ist an erster Stelle. Silikonbasierte Entschäumer haben die positive Wirkung, Schaum effizient zu reduzieren und Abwasserbehandlungsprozesse zu stabilisieren, was zu einer verbesserten Prozesseffizienz und Produktqualität führt.

3. Was ist die Zusammensetzung und der Wirkmechanismus von Siliconentschäumern?

Silikon-Entschäumer verwenden typischerweise Polydimethylsiloxan (PDMS) und andere siloxanbasierte Polymere als Kernrohstoffe, kombiniert mit Emulgatoren, Trägern, Lösungsmitteln (Ölen) usw., um verschiedene Formulierungen wie Siliconemulsionen, Öldispersionen oder Pulver zu bilden. Diese vielseitigen Formulierungen ermöglichen den Einsatz von Silikon-Entschäumern in einer breiten Palette von Abwasserbehandlungsanwendungen. Ihr Kern besteht aus einem Si-O-Si-Kettengerüst, wobei hydrophobe organische Gruppen wie Methylgruppen die Außenseite verzieren, was zu extrem niedriger Oberflächenspannung und hochhydrophoben Eigenschaften führt. “anti-foaming” Fähigkeiten.

Während der Abwasserbehandlung werden silikonorganische Entschäumer als mikroskopische Partikel auf der Schaumoberfläche und an Grenzflächen dispergiert und wirken durch folgende Mechanismen auf den Schaum ein:

Reduzierung der lokalen Oberflächenspannung, um die Schaummembran schnell “abzubauen,” wodurch die Blasen und der Schaum schnell entwässern und zusammenbrechen.

Die Adsorption an der Gas-Flüssig-Grenzfläche schwächt die Elastizität der flüssigen Membran, wodurch der Schaum leichter bricht und die Schaumkontrolle verbessert wird.

Die Bildung einer hydrophoben Schicht im System verhindert die Entstehung von neuem Schaum und ermöglicht eine langfristige Antischaummittelwirkung und -unterdrückung.

XJY-6010/XJY-6011/XJY-6012 Methyl-MQ-Silikonharz für Entschäumer

Es handelt sich um ein festes pulverförmiges Harz. Dieses Harz bietet gute entschäumende, hydrophobe und wasserabweisende Eigenschaften.

4. Was sind die Vorteile von Siliconentschäumern?

(1) Schnelle Entschäumungswirkung und langanhaltende Wirksamkeit

Aufgrund der extrem niedrigen Oberflächenspannung von Silikonmolekülen können sie “penetrate” die Schaummembranoberflächen innerhalb von Sekunden erreichen und sofortige Entschäumung bewirken. Darüber hinaus kann die gebildete hydrophobe Barriereschicht die Entschäumungswirkung über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten und so die Häufigkeit der erneuten Anwendung in vielen industriellen Prozessen verringern.

(2) Starke Anpassungsfähigkeit und Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Säuren/Laugen

Silikon-Entschäumer bleiben unabhängig von pH-Änderungen oder Salzkonzentrationen aktiv und behalten ihre Stabilität über einen weiten pH-Bereich (0–14) und bei hohen Temperaturen (bis zu ~150°C). Sie sind für alle gängigen Abwasserbehandlungsverfahren (kommunal, industriell, chemisch, Färberei, Zellstoff, Galvanik usw.) sowohl für wässrige als auch für nichtwässrige Systeme geeignet und kompatibel.

(3) Hervorragende Dispergierbarkeit, niedrige Konzentrationen

Silicone Entschäumer benötigen nur extrem niedrige Konzentrationen (typischerweise 20–200 ppm), um überlegene Entschäumungs- und Antischaumeffekte zu erzielen. Ihre starke Dispergierbarkeit ermöglicht eine schnelle Verteilung im gesamten System, maximiert die Wirksamkeit und verbessert die Gesamtleistung.

(4) Ungiftig und umweltfreundlich

Hochreine organische Silikonmaterialien sind von Natur aus biokompatibel, ungiftig und geruchlos, erzeugen keine schädlichen Nebenprodukte und belasten weder Gewässer noch nachgelagerte Umgebungen. Sie entsprechen strengen Umweltauflagen, und bestimmte Produkte sind in Lebensmittelqualität für Anwendungen wie Teppichreinigungsgeräte und indirekten Lebensmittelkontakt erhältlich.

(5) Keine nachteiligen Auswirkungen auf nachfolgende Behandlungsprozesse

Im Vergleich zu herkömmlichen mineralölbasierten oder bestimmten emulsionsbasierten Entschäumern verursachen Silikonentschäumer keine Ölschlamm suspension oder Geräteverstopfungen und beeinträchtigen auch nicht die Behandlungswirksamkeit nachfolgender Flockungs-, Sedimentations- oder Filtrationsprozesse. Dies macht sie für viele Anwendungen und Medientypen in der Abwasserbehandlung geeignet.

(6) Vielfältige Produktformulierungen und starke Prozesskompatibilität

Je nach Prozessanforderungen können sie als Silikonemulsion, Öl oder Schaumpulver formuliert werden und sind mit automatischer Dosierung, manueller Zugabe oder kontinuierlicher Online-Behandlung kompatibel. Diese Flexibilität gewährleistet eine ausreichende Prozessanpassung in verschiedenen industriellen Prozessen.

5. Wie werden Silikonharz-Entschäumer in der Abwasserbehandlung eingesetzt?

(1) Kommunale Kläranlagen

Kommunales häusliches Abwasser enthält große Mengen an Tensidschlamm, Proteinen und Fetten, die in Belüftungs- und Biologiebecken leicht zu übermäßiger Schaumbildung an der Oberfläche führen. Der Einsatz von Silikonentschäumer kann Oberflächenschaum schnell beseitigen, den Betrieb von Belüftungs- und Nachklärbecken stabilisieren und die Ablaufwasserqualität sowie die Anlagenkapazität verbessern. Besonders wirksam ist es bei der Schaumbekämpfung während Hochlastbetrieb, Hitzeperioden und Prozessschwankungen.

(2) Industrielle Abwasserbehandlung

Industrieabwasser entsteht häufig in Bereichen wie Petrochemie, Galvanik, Färberei, Papierherstellung, Pharmazie, Lebensmittelverarbeitung und Lederindustrie. Solches Abwasser enthält viele organische Verbindungen, Tenside, Emulsionen und Schaummittel, was zu anhaltender Schaumbildung führt. Die neue Generation von Silikon-Entschäumern bietet durch Molekulardesign sowohl extrem schnelles Entschäumen als auch langfristige Unterdrückung und ist perfekt für schwierige und komplexe Systeme in vielen industriellen Prozessen geeignet.

(3) Chemische Reinigung und Kühlwasserbehandlung

In Kühlwassersystemen und der chemischen Reinigung in Branchen wie Kältetechnik, Wärmekraft, Kessel und Zement hält sich Schaum aufgrund von Scale-Inhibitoren und Reinigungsmitteln. Silikonentschäumer mit hervorragender Schaumkontrolle und Dispergierbarkeit werden zugesetzt, um den Wärmeaustausch, die Anlagensicherheit und die allgemeine Prozessstabilität zu verbessern.

(4) Bioraffinerie- und Pharmaabwasser

Abwasser aus der Biopharmazie, Fermentations- und Brauindustrie weist aufgrund des mikrobiellen Stoffwechsels und hoher organischer Stoffe starke Schaumbildung auf. Herkömmliche Antischaummittel können durch Verschmutzung und antibakterielle Wirkung den Prozess stören. Silikonentschäumer als schwach antibakterielle und rückstandsfreie Mittel sind das bevorzugte Medium für empfindliche und kritische Abfallbehandlungsanwendungen.

(5) Abwasser aus Textilfärberei, Papierherstellung und Textilindustrie

Branchen wie Textilfärberei, Papierfabriken und Textilien haben hohe Schaumbelastungen in Waschbecken, Absetzbecken und Papierstoff. Silikonentschäumer bieten überlegene Schaumkontrolle und reduzieren Energieverbrauch und Bruchraten.

(6) Andere spezielle Wasseraufbereitungsbereiche

In Bereichen, die eine strenge Schaumkontrolle erfordern, wie Deponiesickerwasser, Landwirtschaft, Elektronik und Meerwasserentsalzung, sind silikonbasierte Entschäumer aufgrund ihrer Umweltfreundlichkeit und hervorragenden Leistung in einem breiten Spektrum von Systemanforderungen eine Hauptlösung.

6. Was ist der Markttrend für Silikon-Entschäumer?

(1) Aktuelle Lage des internationalen Marktes

Laut MarketsandMarkets überstieg der globale Entschäumermarkt im Jahr 2023 7 Milliarden US-Dollar, wobei silikonbasierte Entschäumer einen Marktanteil von über 30 TP3T ausmachten und schnell wuchsen. Die USA, Deutschland und Japan sind führend, wobei sich die Testmethoden nun auf Multifunktionalität und Umweltsicherheit konzentrieren. Die Nachfrage in den asiatisch-pazifischen Ländern steigt, insbesondere in China und Indien.

(2) Grüne, intelligente und funktionale Integration

Der Markt für Silikon-Entschäumer bewegt sich in Richtung “drei hohe” Anforderungen: grüne biologische Abbaubarkeit, hohe Effizienz bei niedrigen Konzentrationen und keine Nebenwirkungen. Gleichzeitig werden Entschäumer für eine intelligente und optimierte Nutzung in digitale Abläufe und Fernüberwachung integriert. Neue silikonbasierte Entschäumer kombinieren Entschäumung, Flockung und Ölunterdrückung für multifunktionale Leistung in allen Abwassersystemen.

7. Wie lassen sich die Vorteile von Siliconentschäumern verbessern?

Mit der industriellen Modernisierung, strengeren Richtlinien und der Entwicklung der intelligenten Fertigung ist die Nachfrage nach effizienten, grünen und intelligenten Entschäumungslösungen bei der Schaumkontrolle in Abwässern stärker denn je. Silikon-Antischaumprodukte mit ihren dualen Entschäumungs- und Antischaumwirkungen, Umweltverträglichkeit und Prozessanpassungsfähigkeit sind zur Grundlage der Zukunft der Abwasserbehandlung geworden. Wie kann man die Produktwettbewerbsfähigkeit steigern?

XJY Silikone is among China’s leading manufacturers of Silikon-MQ-Harze und VMQ-Silikon, mit über 30 Jahren Forschungs-, Entwicklungs- und Herstellungserfahrung in der organischen Silikonchemie sowie mehr als 15 entsprechenden Patenten. Unser Silikon-Rohstoffe können die Bedürfnisse der Entschäumer-Bereich und unterstützen diversifizierte kundenspezifische Lösungen.