水中胶体颗粒微小、表面水化和带电使其具有稳定性,絮凝剂投加到水中后水解成带电胶体与其周围的离子组成双电层结构的胶团。采用投药后快速搅拌的方式,促进水中胶体杂质颗粒与絮凝剂水解成的胶团的碰撞机会和次数。水中的杂质颗粒在絮凝剂的作用下首先失去稳定性,然后相互凝聚成尺寸较大的颗粒,再在分离设施中沉淀下去或漂浮上来。
搅拌产生的速度梯度G和搅拌时间T的乘积GT可以间接表示在整个反应时间内颗粒碰撞的总次数,通过改变GT值可以控制混凝反应效果。一般控制GT值在104~105之间,考虑到杂质颗粒浓度对碰撞的影响,可以用GTC值作为表征混凝效果的控制参数,其中C表示污水中杂质颗粒的质量浓度,而且建议GTC值在100左右。
促使絮凝剂迅速向水中扩散,并与全部废水混合均匀的过程就是混合。水中的杂质颗粒与絮凝剂作用,通过压缩双电层和电中和等机理,失去或降低稳定性,生成微絮粒的过程称为凝聚。凝聚生成微絮粒在架桥物质和水流的搅动下,通过吸附架桥和沉淀物网捕等机理成长为大絮体的过程称为絮凝。混合、凝聚和絮凝合起来称为混凝,混合过程一般在混合池中完成,凝聚和絮凝在反应池中进行。
碱性粉状速凝剂
主要速凝成分为铝酸盐、碳酸钠和生石灰。国外研究较早的产品主要有日本的海德库斯、前联邦德国的Isocrete等,而我国较传统并有代表性的主要是“红星Ⅰ型”、“711型”和“782型”三种速凝剂。
“红星Ⅰ型”速凝剂由铝氧熟料、碳酸钠、生石灰,按质量比1:1:0.5的比例配制而成,其细度接近于水泥。成分中铝酸钠占20%、氧化钙占20%、碳酸钠占40%,其余为无速凝作用的硅酸二钙、硅酸钠和铁酸钠等成分。
“711型”速凝剂是由铝矾土、碳酸钠和生石灰按一定比例配合成生料,将生料在1300℃左右的高温下煅烧成铝氧烧结块,水泥速凝剂,再将其与无水石膏按质量比3:1共同粉磨制成。在711型速凝剂产品中,铝酸钠质量占37.5%,无水石膏质量占25%,液体速凝剂,其余为硅酸二钙和中性钠盐等。在适宜掺量下,速凝剂厂家,“711型”速凝剂可使水泥净浆在5min内初凝,10min内终凝,提高混凝土的早期强度,但会使其28d强度有所降低。
“782型”速凝剂是由矾泥、铝氧熟料和生石灰按质量比6.78:1.32:1.00的比例配制而成,主要化学成分为Al2O3、CaO、SO3、SiO2、Fe2O3、K2O、Na2O等,此类速凝剂含碱量相对较低,可使混凝土早期强度发展加快,速凝剂,后期强度损失相对较小。
添加液体速凝剂——液压泵送式湿喷机
湿喷机目前分干喷机与湿喷机两类
干喷机与湿喷机常用于灌注隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构以及钢结构的保护层。
干喷机是将水泥、砂、石子在干燥状态下搅拌均匀,用于压缩空气将物料送至喷嘴,并与压力水混合后进行喷灌的方法,此法必须由熟练人员操作,粒径不宜过大,水泥用量也比较大,但是因为喷射速度大,粉尘污染及回弹情况比较严重,因此在使用上受到限制。
湿喷机是将搅拌好的混凝土通过输送泵送至喷嘴,且在输送泵的出口处加以压缩空气,让物料和空气在管路中得以充分融合,使得喷出后的物料更加均匀。且在喷嘴处加速凝剂,让物料能够快速凝固,降低回弹率。并且材料的配合易于控制,工作效率较干喷高。