李华

摘 要：随着社会的不断发展，城市的污泥处理方式逐渐得到了人们的重视。传统的实施方法中存在着一些问题，主要表现为剩余原料的利用性不强、催化剂的评价方法不全面、预处理方式不得当等等。针对以上问题，相关工作人员应该优化实验过程，对污泥进行有效处理。因此，本文以剩余污泥制备脱硝催化剂的实验部分作为切入点，对技术利用方式进行分析。

关键词：城市污水；剩余污泥；脱硝催化剂制备

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.048

脱硝催化剂的制备是城市污水处理厂的一种常用方式，它能够利用当前的高温环境对催化物质进行氧化还原，并达到吸附有机颗粒的目的，在碳元素的表面中形成缝隙，使孔结构得到良好规划，保证污泥的快速处理。同时，由于污泥中的活性分子将其聚集到了一起，脱硝催化的方式也能够使小分子得以分解，体现技术的有效性。

1 实验部分

1.1 材料、试剂、仪器的选择

就材料的选择而言，实验人员一般会选用盐酸、氯化钾、硝酸锌等用于试剂的配备。而试剂则主要采用透明的注压容器，利用烘箱进行温度的配备，再通过扫描仪测试制剂的强度。在仪器的选择时，工作人员要保证每一器件的质量，为实验奠定良好的基础。

1.2 催化剂的制备

（1）污泥的预处理。

污泥的预处理是催化剂制备的基础，也是实验中的关键。第一，工作人员要选择一个可容性较高的烤箱，并将污泥放到其中。接着，设定烤箱内的温度，使其保持在100度到120度之间，在连续烘烤48小时后将污泥取出。在这个过程中，工作人员应该根据污泥的实际情况来延长或者缩短烘干的时间，并将带有转子的陶瓷放到其中，用腻子反复的对干泥进行打磨，直到筛选出小的研磨颗粒为止。最后，工作人员要用过滤器对污泥的成分进行分析，选用半径为0.5mm的物质待用。

在污泥颗粒成分分析时，工作人员发现：金属元素是剩余污泥的最主要的构成部分，他们对催化活动都有着一定的促进作用。其中包括锌元素、铁元素、锰元素等等。其中铁元素所占的比例最高，质量分数为4.3%，其次是锌元素，质量分数占总体的1.9%。

（2）催化剂的制备。

催化剂的制备流程主要分为以下几个步骤：第一，工作人员取30g的污泥，对这一部分元素进行预处理。将50ml的氯化钾与30ml的硝酸盐进行调和，并设定二者的总体浓度分别为25%和45%，摩尔比为1比3。接着，将混合好的溶剂进行加温以及搅拌。温度设定在100摄氏度以下，在烤箱连续烘烤两次，并保证每次在8小时以上。在热解的基础上进行保温，将溶剂在两小时的循环冷凝下予以调和，其中带有金属元素的离子水会用盐酸中脱离出来，实验人员只需要将催化剂粉碎并且封存即可。

（3）催化剂的评价。

实验人员对不同催化剂的制剂过程以及反映结果进行评价。首先，考察活性氧化碳当中的还原性，在30分钟内将升温到200摄氏度的碳元素进行处理，并将封闭空间内的N2释放出来，与氧化碳结合，通过二者的接触使催化剂的活性得到激发。从而得出：氧化碳属于平衡气体，它的升温速率与制剂中的化学荧光成分有关，可以通过转化率来评价催化剂中的成分。其次，实验人员还可以在混合容器当中增设气瓶，并将尾气吸收瓶放在反应装置当中，使剩余气体得到收集。

（4）催化剂的寿命考察。

催化剂的寿命考察也是实验中的主要步骤。为了得到准确的结果，实验人员对摩尔比例进行调和，将原有的1比3变为1比2，并分别将活性因子放在600摄氏度和750摄氏度的氧化瓶当中，分析催化剂的吸附能力是否出现了变化。如果碳元素随着催化剂吸附能力的下降而流失则说明试剂表面活性已经发生了变化。反之，则说明催化剂的寿命没有发生改变。

（5）催化剂的表征。

以物相分析的方法对600摄氏度得到的催化劑表征进行探究。其中将实验中的电压控制在50kv，电流为20ma，元素的放射速度为每秒两度。接着，用铜箔来制作试样，并将其研磨成粉末状，在空气流动方向一致的情况下进行热解。通过分析得出：试样的质量与热解特性有关，其表征会随着温度的变化而变化。

2 结论与讨论

2.1 化学药剂的作用

化学药剂的作用主要表现在有机物的溶解上。在污泥形成的过程中，水离子会带出一定的微量元素，并使渗透到氯化锌的内部当中，以液态的形式分化出来。作为含氧化合物的一部分，金属元素之间会进行重新排列，并与污泥混合，进入到碳原子的列阵当中。在这种情况下，污泥中能够保留更多的碳成分，化学试剂会吸附材料中所含有的杂质，并在热解的作用下形成一层小的孔隙，导致泥中的水被蒸发出来，起到相应的制备效果。另外，化学制剂中含有盐酸，能够在与硝酸铁融合的过程中形成金属活性群，并附着在孔内壁当中，进一步优化反应能力。

2.2 催化剂的性能分析

在还原氧化效果形成的基础上，不同温度下的活性转化率都是不同的。当温度在200摄氏度以下时，最大转化率能够达到45%。如果温度在200摄氏度到350摄氏度之间时，催化剂的活性程度较高，能够在较快的速度内扩大与金属原子的接触面积。同时，催化剂实验后的污泥表面粗糙，呈现出分解的情况，并可以在扫描仪中清晰的看出粒子的散射，有着良好的催化性能。在此阶段，化学因子与自由水结合所产生的大量气体会随着有机物的溶解而蒸发，并达到污泥处理的作用。

3 结语

综上所述，本文主要从以下两个方面进行论述。第一，阐述了用脱硝催化剂制备污泥的实验过程。第二，根据化学药剂的作用对结果进行评估。从而得出：在利用脱硝催化剂进行高温热解的污泥处理过程中，温度是提升催化剂活性的重要因素，它会使得金属元素产生，并在粒子表面中形成无数个小孔隙，达到深化处理的效果。同时，这种方法所花费的经济成本较低，是城市污水处理厂剩余污泥制备的重要手段。

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