水基溶液起泡性能评价方法比较研究

泡沫液的发泡比和半衰期是表征起泡剂特性的基本物理量.选用十二烷基硫酸钠为典型的表面活性剂,测量了不同质量分数溶液的表面张力,得到试验条件下的临界胶束浓度(CMC)为0.25％,采用改进的Ross-Mile法、搅拌法和测压力法,在相同的环境下对同一溶液进行发泡试验,其中测压力法可以得到表征重力排液和扩散排液过程等泡沫破灭过程的定量数据.结果表明,发泡比因起泡方法的不同而有较大差异,在相同质量分数下,测压力法的起泡量最大而搅拌法的起泡量最小,3种方法所产生的发泡体积随质量分数的变化趋势一致,当表面活性剂质量分数≥0.25％ (CMC)时,搅拌法、Ross-Mile法和测压力法的发泡体积比为1:1.25:1.36.3种方法所产生泡沫的半衰期随表面活性剂质量分数增加而增大,达到最大值后缓慢减小,有相似的变化趋势,测压力法、Ross-Mile法和搅拌法的半衰期之比约为1:3:6,分析了3种方法所产生泡沫的发泡比和半衰期差异的原因.     

高稳定性污泥蛋白发泡剂的发泡特性及应用研究

以污泥蛋白为实验材料,通过加入不同量的稳定剂GP-1,配制成高稳定性污泥蛋白发泡剂,并对高稳定性污泥蛋白发泡剂的发泡特性和影响因素进行研究。结果表明,以污泥蛋白10 mL、水90 mL、GP-1 0.4 g配方组合为研究对象,所制备的泡沫初始体积为770 mL,泡沫泌水时间大于15 h,泡沫半衰期大于64 h,泡沫综合发泡能力为2.2×10⁶ mL·min,泡沫的最佳搅拌时间为5 min,泡沫的泌水时间和泡沫的半衰期都是随着温度的上升而下降,在pH为3～13时泡沫稳定。经过对高稳定性污泥蛋白发泡剂发泡特性研究以及对水泥的胶凝时间、特性进行比较,研制出污泥蛋白泡沫混凝土发泡剂,并制备污泥蛋白泡沫混凝土块;结果表明,当污泥蛋白泡沫混凝土发泡剂的用量分别为0、6、6.8、7.6、8.4和9.2 mL,水泥为200 g时,制备泡沫混凝土块,其密度由2.07 g/cm³下降到0.34 g/cm³,体积由130 cm³ 上升到755 cm³;在泡沫混凝土块脱模后的第1 d、第7 d、第28 d分别称量他们的重量变化情况,结果表明,泡沫混凝土块第1 d和第7 d无重量变化,第28 d的重量明显减轻。该研究为污泥蛋白研制成为泡沫混凝土发泡剂,并应用于屋面隔热、保温建立前期基础。     

采用化学发泡法制备发泡钢渣水泥

以自制的钢渣水泥（钢渣用量达到60%）为主要的胶凝材料,利用双氧水分解反应的化学发泡法制备发泡水泥,分别研究发泡剂掺量、催化剂二氧化锰、发泡时的搅拌水温、水胶比及玻璃纤维对发泡过程及制备的发泡水泥性能的影响。实验结果表明：催化剂二氧化锰对双氧水分解反应的速率影响较大,加入催化剂后的发泡速率成阶段性变化,但发泡后的最终体积趋于一致;当双氧水用量为4%时,发泡水泥7 d的抗压强度为0.61 MPa,干密度达到556 kg·m-3;发泡时搅拌水温控制在30℃时,发泡过程基本在24 min内结束,发泡效果较好;发泡水泥的抗压强度、干密度随着水胶比的增加而降低;玻璃纤维对发泡水泥孔结构的形成有影响,当玻璃纤维量为0.4%时,其在0~1 mm、1~2 mm内分布的孔较多,整体上孔分布较为均匀,7 d的抗压强度达到0.72 MPa。     

利用废CRT屏玻璃为原料制备泡沫玻璃

以废阴极射线管(CRT)屏玻璃为主要原料,碳黑为起泡剂,采用粉末烧结法制备了低密度保温泡沫玻璃。通过扫描电镜(SEM)、导热系数测定仪等分析手段,研究了起泡剂的用量、发泡温度和发泡时间对泡沫玻璃泡径、密度、热学性能以及机械力学性能的影响。结果表明,在相同烧制工艺条件下,随起泡剂掺加量增加,烧制所得的泡沫玻璃密度成"V"型变化;当其掺加量为0.20%时,泡沫玻璃在密度、孔径分布以及力学性能上均达到最佳。随着发泡温度的提高和发泡时间的延长,密度会逐渐减小,泡沫玻璃的气泡会逐渐增大,以致产生连通现象。当发泡温度为820℃、发泡时间为30min时烧制的泡沫玻璃密度为0.180 g/cm3,导热系数为0.0695 W/(m.K)。     

碳氟碳氢表面活性剂表面活性及灭火性能

对全氟辛基磺酰基季铵碘化物(FC-203)和十二烷基苯磺酸纳(SDBS)混合溶液的表面张力、起泡能力及其灭火性能进行了试验研究.结果表明,FC-203与SDBS复配对于提高溶液的表面活性具有明显的协同效应,混合溶液只有在同时具备低表面张力和较强起泡能力条件下才表现出较好的灭火性能.对于浓度为5 mmol/L的混合溶液,当FC-203与SDBS的物质的量比为1∶2时,其灭火时间可降低至6.9 s.研究结果对于碳氟碳氢表面活性剂在灭火剂中的应用具有一定的意义.     

尿素法ADC发泡剂清洁生产评价指标体系

采用层次分析法建立了由总到分的递阶层次结构模型评价指标体系,以ADC发泡剂(偶氮二甲酰胺)生产先进企业的数据为基础,确定了各指标的基准值及权重,建立了ADC发泡剂清洁生产评价体系,介绍了定量评价指标和定性评价指标的考核评分计算方法以及企业清洁生产综合评价指数的计算方法.     

焦化废水泡沫分离液的Fenton催化氧化预处理

以焦化废水处理过程产生的泡沫分离液为研究对象,对其进行Fenton催化氧化处理实验,考察H₂O₂用量、Fe²⁺浓度、pH和反应时间4个因素对处理效果的影响,并结合GC/MS方法比较处理前后泡沫分离液中有机物的种类及其生物降解性的变化。结果表明,采用［H₂O₂］=100 mmol/L、［Fe²⁺］=100 mg/L、pH=3、反应时间为30 min的Fenton催化氧化反应条件,可以使分离液的COD去除率达到68%以上;经Fenton处理后,分离液的B/C值由0.12提高至0.38,生物降解性明显改善;通过GC/MS的分析,基本明确分离液中含有的有机物主要为酚、胺、腈、酯类有机物及喹啉、吡啶等杂环化合物,大多数属于难降解且生物毒性较强的有机物。针对这些复杂组分共存的泡沫分离液,利用Fenton试剂较强的氧化能力能够将其含有的有毒/难降解有机物转化为低毒或无毒的小分子有机物,为其后续的生物处理创造良好的条件。     

不同稳定剂对污泥蛋白发泡特性的影响研究

污泥含有蛋白质,经过高温水解可产生水解蛋白液(简称污泥蛋白),该蛋白具有发泡特性,经通风搅拌可产生泡沫;由于污泥蛋白所产生的泡沫具有不稳定、易破裂的特点,因此,设计了不同稳定剂对污泥蛋白发泡特性的影响研究实验,解决污泥蛋白所产生泡沫的稳定性问题。结果表明,在测定污泥蛋白的基本发泡特性实验中,10 mL污泥蛋白稀释10倍时,初始泡沫量较大,达到2 153 mL,但泡沫半衰期相对较短,时间为27 min;在10 mL污泥蛋白中分别加入0.2 g十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)、羧甲基纤维素钠(CMC)、GP-1,并用水稀释10倍,制成泡沫后的初始泡沫量分别为1 380、1 400和1 248 mL,相对降低了773、753和905 mL;泡沫半衰期分别为31、76和509 min,相对提高了4、49和482 min,尤其是GP-1作为稳定剂时,泡沫的半衰期与不加稳定剂时相比提高了15倍;在10 mL污泥蛋白中加入0.2 g十六烷基三甲基溴化氨与0.2 g GP-1的复配稳定剂,用水稀释10倍,制成泡沫后的初始泡沫量为1 525 mL,相对降低了628 mL;泡沫半衰期为95 min,相对提高了68 min。因此,GP-1是污泥蛋白最好的泡沫稳定剂。     

Properties and effect of forming sewage sludge into lightweight ceramics

In this work we investigated the chemical, thermal and toxic properties of dried sewage sludge (DSS), the preparation and properties of lightweight sludge ceramic (LSC) and the mechanisms of action of the organic and inorganic foaming agents (OFAs and IFAs). The chemical components and thermal properties of the raw materials were studied by Energy Dispersive X-ray Detection (EDX) and Thermogravimetric Analysis and Differential Scanning Calorimetry (DSC/TGA). The mineral phases of the raw materials and the formed ceramics were determined by X-ray Diffraction (XRD). The leaching characteristics of heavy metals were investigated with Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). Different ratios of DSS and clay were mixed and pressed into raw pellets. After drying and preheating treatment, the raw pellets were sintered at 1150°C for 10 min. The physical properties of LSC (50 wt% DSS added) were tested. The results showed that when the addition of DSS was above 50 wt%, LSC began to shrink, and a maximum density occurred. The environmental safety of LSC was satisfactory. XRD showed that some new mineral phases formed in the LSC. Observation of the microstructure by Scanning Electron Microscope (SEM) indicated that the body of LSC was porous.     

丙烯酸树脂漆渣共混改性PVC泡沫复合材料性能研究

利用回收热塑性丙烯酸树脂漆渣共混改性聚氯乙烯(PVC)发泡体系,并通过热压法制备泡沫复合材料,研究了树脂漆渣添加量对体系剪切黏度及发泡产品泡孔微观形貌、表观密度、力学和耐热性能的影响。结果表明:丙烯酸树脂漆渣的加入可增加PVC分子链间相互作用力,提高PVC发泡体系的剪切黏度,从而调控熔体强度,得到泡孔结构细密均匀的泡沫复合材料;最佳树脂漆渣添加量为10%,PVC发泡体系的剪切黏度由2 726.1 Pa·s升至9 029.4 Pa·s,制备的PVC泡沫复合材料表观密度由0.63 g/cm ³降至0.49 g/cm ³,弯曲强度和冲击强度分别由13.6 MPa和4.7 kJ/m ²升至18.2 MPa和8.9 kJ/m ²,玻璃化转变温度(T_g)由72 ℃升至75 ℃。