Por que usar antiespumante de silicone na indústria de tratamento de esgoto?

Com a aceleração da industrialização global e o aumento dos níveis de urbanização, o tratamento de resíduos tornou-se um componente crítico para abordar o desenvolvimento sustentável e a proteção ambiental em países de todo o mundo. Uma vantagem dos antiespumantes de silicone é sua capacidade de ajudar a controlar esses custos, prevenindo e eliminando eficientemente a espuma. Qual é a eficácia dos antiespumantes à base de silicone na indústria de tratamento de águas residuais?

Na última década, os antiespumantes de silicone ganharam destaque na indústria de tratamento de água devido ao seu desempenho superior, excelente compatibilidade ambiental, duplo efeito de desespumação e controle de espuma (antiespumante) e adaptabilidade a vários sistemas aquosos em processos industriais. Os antiespumantes de silicone são atualmente amplamente utilizados em todo o setor de tratamento de águas residuais devido à sua comprovada eficácia. Eles tornaram-se um material fundamental essencial em muitas aplicações e vários sistemas de tratamento de águas residuais.

Existem sete aspectos para a introdução do antiespumante de silicone:

• Quais são os riscos da espuma?
• Qual é a função básica de um antiespumante?
• Qual é a composição e o mecanismo dos antiespumantes de silicone?
• Quais são as vantagens dos antiespumantes de silicone?
• Como os antiespumantes de resina de silicone são aplicados no tratamento de águas residuais?
• Qual é a tendência de mercado para os antiespumantes de silicone?
• Como potencializar as vantagens dos antiespumantes de silicone?

1. Quais são os riscos da espuma?

Em processos de tratamento de águas residuais, como aeração, tratamento biológico, lodo ativado, sedimentação e filtração, fatores como tensoativos, produtos do metabolismo microbiano e resíduos de floculantes podem facilmente levar à formação de grandes quantidades de espuma persistente, causando principalmente os seguintes riscos:

Impacto na operação de equipamentos: A espuma pode bloquear os bocais de aeração, os canais de transbordamento e os tanques de coleta, como o tanque de recuperação, reduzindo o volume efetivo do equipamento e levando à redução da capacidade de produção. Além disso, a espuma pode causar defeitos em revestimentos superficiais e interferir na qualidade do processo, tornando essencial o controle da formação de espuma.

Redução da eficiência do tratamento: A espuma flutuante e a formação de uma camada de cobertura impedem a troca gás-líquido, o que pode diminuir tanto a eficiência operacional quanto a qualidade do produto, reduzindo as taxas de dissolução de oxigênio e, assim, afetando a eficiência de remoção de poluentes microbianos.

Aumento do consumo de produtos químicos: A espuma carrega compostos orgânicos e poluentes, levando ao aumento do uso de produtos químicos (detergentes, aditivos) e a custos mais elevados.

Poluição ambiental: A espuma bioquímica transbordante pode causar poluição secundária e até mesmo impactar a segurança ambiental a jusante e os reservatórios.

Carga de manutenção: A remoção frequente de espuma aumenta a manutenção da mão de obra e o tempo de inatividade do equipamento.

2. Qual é a função básica de um antiespumante?

O papel de um antiespumante é eliminar ou suprimir rapidamente a formação de espuma, garantindo a operação estável, contínua e eficiente do tratamento de resíduos. Os agentes antiespumantes podem ser classificados em antiespumantes à base de óleo mineral, à base de álcool alquílico, à base de poliéter e à base de silicone, de acordo com seus materiais e composição. Entre estes, os produtos antiespumantes de silicone, devido à sua química de silicone única e excelente desempenho geral, estão gradualmente substituindo os produtos antiespumantes tradicionais e se tornaram a indústria.’a escolha de controle preferida em primeiro lugar. Os antiespumantes à base de silicone têm o efeito positivo de reduzir eficientemente a espuma e estabilizar os processos de tratamento de águas residuais, levando a uma melhor eficiência do processo e qualidade do produto.

3. Qual é a composição e o mecanismo dos antiespumantes de silicone?

Os antiespumantes de silicone normalmente usam polidimetilsiloxano (PDMS) e outros polímeros à base de siloxano como matérias-primas principais, combinados com emulsificantes, veículos, solventes (óleos), etc., para formar várias formulações, como emulsões de silicone, dispersões de óleo ou pós. Essas formulações versáteis permitem que os antiespumantes de silicone sejam usados em uma ampla gama de aplicações de tratamento de águas residuais. Seu núcleo consiste em um esqueleto em forma de cadeia Si-O-Si, com grupos orgânicos hidrofóbicos, como grupos metila, decorando o lado externo, resultando em tensão superficial extremamente baixa e altamente hidrofóbico e “anti-foaming” capacidades.

Durante o tratamento de águas residuais, os antiespumantes de organossilício são dispersos como partículas microscópicas na superfície e interfaces da espuma, atuando sobre a espuma através dos seguintes mecanismos:

Reduzindo a tensão superficial local para rapidamente “quebrar” a membrana da espuma, fazendo com que as bolhas e a espuma drenem e colapsem rapidamente.

A adsorção na interface gás-líquido enfraquece a elasticidade da membrana líquida, tornando a espuma propensa à ruptura e melhorando o controle da espuma.

Formando uma camada hidrofóbica dentro do sistema para evitar a formação de nova espuma, alcançando ação e supressão de agente antiespumante de longo prazo.

Resina de silicone metil MQ XJY-6010/XJY-6011/XJY-6012 para antiespumante

É uma resina em pó sólida. Esta resina pode fornecer boas propriedades antiespumantes, hidrofóbicas e impermeáveis.

4. Quais são as vantagens dos antiespumantes de silicone?

(1) Ação antiespumante rápida e eficácia duradoura

Devido à tensão superficial extremamente baixa das moléculas de silicone, elas podem rapidamente “penetrate” as superfícies das membranas de espuma em segundos, alcançando antiespumante instantâneo. Além disso, a camada de barreira hidrofóbica formada pode manter os efeitos antiespumantes por um período prolongado, reduzindo a frequência de reaplicação em muitos processos industriais.

(2) Forte adaptabilidade e resistência a altas temperaturas e ácidos/álcalis

O antiespumante de silicone permanece ativo independentemente de mudanças de pH ou concentração de sal, mantendo a estabilidade em uma ampla faixa de pH (0–14) e ambientes de alta temperatura (até ~150°°C). Eles são adequados e compatíveis com todos os processos de tratamento de águas residuais convencionais (municipais, industriais, químicos, tingimento, polpa, eletrodeposição, etc.) tanto para sistemas aquosos quanto não aquosos.

(3) Excelente dispersibilidade, concentrações baixas

Silicone os antiespumantes requerem concentrações extremamente baixas (normalmente 20–200 ppm) para obter efeitos antiespumantes e antiespumantes superiores. Sua forte dispersibilidade permite que se distribuam rapidamente por todo o sistema, maximizando a eficácia e melhorando o desempenho geral.

(4) Não tóxico e ecológico

Materiais orgânicos de silicone de alta pureza são inerentemente biocompatíveis, não tóxicos e inodoros, não produzem subprodutos nocivos e não poluem corpos d'água ou ambientes a jusante. Eles cumprem regulamentações ambientais rigorosas e certos produtos estão disponíveis em grau alimentício para aplicações como extratores de carpetes e contato indireto com alimentos.

(5) Sem efeitos adversos nos processos de tratamento subsequentes

Em comparação com antiespumantes tradicionais à base de óleo mineral ou certos antiespumantes à base de emulsão, os antiespumantes de silicone não causam suspensão de lodo de óleo ou bloqueios de equipamentos, nem prejudicam a eficácia do tratamento de processos subsequentes de floculação, sedimentação ou filtração. Isso os torna adequados para muitas aplicações e tipos de meio no tratamento de águas residuais.

(6) Formulações de produtos diversificadas e forte compatibilidade de processo

Podem ser formulados em vários tipos, como emulsão de silicone, óleo ou pó de espuma, de acordo com os requisitos do processo, compatíveis com dosagem automática, adição manual ou métodos de tratamento contínuo online. Essa flexibilidade garante adaptação suficiente do processo em diferentes processos industriais.

5. Como os antiespumantes de resina de silicone são aplicados no tratamento de águas residuais?

(1) Estações de tratamento de águas residuais municipais

As águas residuais domésticas municipais contêm grandes quantidades de lodo surfactante, proteínas e gorduras, que facilmente levam à formação excessiva de espuma superficial em tanques de aeração e tratamento biológico. O uso de antiespumante de silicone pode eliminar rapidamente a espuma superficial, estabilizar as operações do tanque de aeração e do tanque de decantação secundário e melhorar a qualidade da água efluente e a capacidade da planta. É particularmente eficaz para controle de espuma durante operações de alta carga, estações de alta temperatura e flutuações de processo.

(2) Tratamento de águas residuais industriais

As águas residuais industriais frequentemente envolvem campos como petroquímica, galvanoplastia, tingimento, fabricação de papel, produtos farmacêuticos, processamento de alimentos e couro. Essas águas residuais contêm muitos compostos orgânicos, surfactantes, emulsões e agentes espumantes, resultando em espuma persistente. A nova geração de antiespumantes à base de silicone, através do design molecular, oferece antiespumante extremamente rápido e supressão de longo prazo, perfeitamente adequado para sistemas difíceis e complexos em muitos processos industriais.

(3) Limpeza química e tratamento de água de circulação

Em sistemas de água de circulação e limpeza química em todos os setores, como refrigeração, energia térmica, caldeiras e cimento, a espuma persiste devido a inibidores de incrustação e detergentes. Antiespumantes de silicone com excelente controle de espuma e dispersibilidade são adicionados para melhorar a troca de calor, a segurança do equipamento e a estabilidade geral do processo.

(4) Biorrefinaria e águas residuais farmacêuticas

As águas residuais das indústrias biofarmacêutica, de fermentação e de fabricação de cerveja apresentam espuma severa devido ao metabolismo microbiano e a materiais orgânicos elevados. Os agentes antiespumantes convencionais podem interferir no processo, causando poluição e efeitos antibacterianos. Os antiespumantes de silicone, como agentes fracamente antibacterianos e não residuais, são o meio preferido para aplicações sensíveis e críticas de tratamento de resíduos.

(5) Águas residuais da indústria têxtil, tingimento, fabricação de papel e têxtil

As indústrias, incluindo tingimento têxtil, fábricas de papel e têxteis, têm altas cargas de espuma em tanques de lavagem, lagoas de sedimentação e pasta de papel. Os antiespumantes de silicone fornecem controle de espuma superior, reduzindo o uso de energia e as taxas de quebra.

(6) Outros campos especiais de tratamento de água

Em campos que exigem controle rigoroso de espuma, como lixiviados de aterros sanitários, agricultura, eletrônica e dessalinização de água do mar, os antiespumantes à base de silicone são uma solução principal devido à sua compatibilidade ambiental e excelente desempenho em uma ampla gama de requisitos do sistema.

6. Qual é a tendência do mercado para antiespumantes de silicone?

(1) Situação Atual do Mercado Internacional

De acordo com a MarketsandMarkets, o mercado global de antiespumantes ultrapassou 7 bilhões de dólares em 2023, com os antiespumantes à base de silicone representando mais de 30% da participação de mercado e crescendo rapidamente. Os Estados Unidos, Alemanha e Japão são líderes, com métodos de teste agora focados em multifuncionalidade e segurança ambiental. Os países da Ásia-Pacífico estão aumentando a demanda, especialmente China e Índia.

(2) Integração Verde, Inteligente e Funcional

O mercado de antiespumantes de silicone está se movendo em direção a “três altos” requisitos: biodegradabilidade verde, alta eficiência em baixas concentrações e sem efeitos colaterais. Simultaneamente, os antiespumantes estão sendo integrados com operações digitais e monitoramento remoto para uso inteligente e otimizado. Novos antiespumantes à base de silicone combinam antiespumação, floculação e supressão de óleo para desempenho multifuncional em todos os sistemas de águas residuais.

7. Como potencializar as vantagens dos antiespumantes de silicone?

Com a atualização industrial, políticas mais rigorosas e desenvolvimento de manufatura inteligente, a demanda por soluções antiespumantes eficientes, verdes e inteligentes no controle de espuma de águas residuais é mais forte do que nunca. Os produtos antiespuma de silicone, com seus efeitos duplos de antiespumação e antiespuma, compatibilidade ambiental e adaptabilidade de processo, tornaram-se fundamentais para o futuro do tratamento de resíduos. Como aumentar a competitividade do produto?

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