环境分析

昨天将想法邮给了导师，今天下午导师打电话过来和我谈了有10分钟左右，他说，材料方面的他也不是太懂，让我再想看看，原理上是否可行？故来这里，寻求大家意见。下面是些我个人的愚见：
    伴随着污水处理产生的大量污泥，其减量化及处置成为污水处理厂的一个大难题。目前国内外对污泥减量化处理主要有机械破碎、超声波技术、臭氧氧化、解偶联技术、生物膜技术、生物捕食等。在未来可见的发展将是以现有活性污泥处理技术与污泥减量联合起来对污水进行处理。
    现有的污泥减量化技术如超声波、臭氧氧化通常只有小规模应用，效率及能耗是限制其只要应用的因素。如何减少能量甚至不用来对污泥进行减量化，就成了一个构想。而现有的很多的改性纳米二氧化钛及其他一些纳米材料对难降解有机物的降解效果很好，同时其也可以用来杀菌，破坏细胞的结构，使内含质流出。那么是否可以应用上述的实际应用，用来对污泥进行降解，就成了一个污泥减量化的思路。
    通过对纳米二氧化钛的参杂等技术手段提高其对可见光的吸收，利用产生的电子-空穴对，对污水中的难降解物质进行降解，已经得到了很多的研究。对于纳米氧化钛对微生物的一些作用国外已开始开展了一系列的研究。目前研究主要集中在如何减少电子-空穴对的复合，对电子和空穴进行捕获。
    由臭氧对污泥的减量化过程中的产生的羟基自由基、过氧自由基等对污泥的降解，而纳米二氧化钛对难降解有机物等降解中也会产生相似的高氧化性自由基。故可利用其吸收太阳光，产生的一系列自由基来对污泥进行减量化研究。
    制备具有在太阳光下或可见光下及黑暗条件下具有催化性能的改性纳米二氧化钛，对其催化降解性能用难降解的有机物等进行评价，并得出其催化性能的影响因子，为对污泥减量化过程中的一些条件做些基础工作。在对测算过污泥基本性质的污泥，进行减量化研究，观察其降解过程中出现的一些现象，控制降解程度以使污泥降解得到最优控制。
    理想状态下，采用改性的纳米二氧化钛对污泥进行减量化，使污泥大量减少，其过程中只需纳米材料这一载体，而不需要或很少需要其他一些能耗。

楼主思路很好，但是我觉得执行起来可能会有些问题：
1.目前对二氧化钛光催化的研究多是通过复合、掺杂、改性等提高其催化效果及蓝光红移，但楼主想把它用到污泥处理中，污泥不透光的问题不太好解决吧
2.在无光照的前提下，纳米二氧化钛有一定的催化活性，在地表、地下水的杀菌中多有研究，想把它用在复杂的污泥系统，效果可能是非常有限的。
不做此方向，不知理解是否正确，仅供楼主参考，希望能有所帮助。

这个方法绝对不行。
二氧化钛光催化实际上是对于比较微量的污染物进行高级氧化将其降解，但是污泥处理的问题不是氧化微量污染物。脱水污泥中80%是水，剩下20%的干物质中，有40-60%的是 有机物，这些有机物主要是微生物的残体，主要成分是蛋白质、多糖类、脂类等等，再剩下的部分则是无机物质，也就是泥沙淤泥之类。而且污泥产量之大是光催化没有办法解决的，光催化最起码要求的反应界面在这样大的量面前是没有办法实现的。
处理污泥，无非是减量化、无害化、资源化。首先，污泥中的污染物太多，尤其是国内，太多的工业废水进入污水处理厂，产生的污泥重金属含量很高，再加上一些抗生素、持久性有机污染物、环境技术等等，实际上在国内很多污泥都可以称之为危险废弃物，这种情况下寻求一种妥善的处理方法是很必要的，基本上就没有什么资源化可谈，什么烧砖啊、陶粒啊，那个用量比污泥的产量可谓九牛之一毛。
卫生填埋仍然是我国现阶段相对比较安全的处理方式之一，一方面是本身填埋需要固化、在此过程中会改变污泥中污染物的浸出性质，减少污染物的流出，另一方面，垃圾填埋场本身的防水系统，可以将浸出的污染物隔离在垃圾填埋场中，然后进入渗沥液处理系统，当然，这是垃圾填埋场功能健全的情况。
焚烧也是不错的选择，但是有些问题必须面对，一方面，国内没有或者很少有专门焚烧污泥的锅炉，大多数是用电厂的烧煤锅炉，据说对锅炉的损耗比较大，另外，焚烧费用比较高，一般地区没有办法接受，再次，焚烧过程中产生的二噁英问题是一定要面对的；
农业部对于污泥农用好像是出了禁令，污泥堆肥不可以再进行农用，这个是听说，我个人没有看到文件的，但是污泥堆肥的问题当然会影响到我们食品的安全和人类的健康。
现阶段，减量化是根本，但光催化绝对不是良策。污泥消化、脱水才是根本。

我正在实施的思路：

1、纳米TiO2/UV催化污泥分解的效果 已完成 有一定的效果

2、方便回收 悬浮 多孔 工业化 载体的制备 已完成。

我的目标 只要提高2-3%的含水率 就厉害了！

我觉得你这个思路可以去找细胞壁酶来辅助对细胞的破坏进而更容易资源化利用

用高级氧化技术是可以，但效率未必高，一个污泥不透光；一个污泥不像溶液的有机物样吸附在光催化剂的表面，未必有那样的效果。

我在大学挑战杯做过二氧化钛—紫外光光催化处理印染废水的模型和实验。可以用二氧化钛附着于陶粒上，形成二氧化钛膜，内置紫外灯解决光线问题。然后让低SS的印染废水流过填充陶粒的构筑物，可以做到降解的目的。
但是如果是处理污泥的话，光线是依旧可以采用光源内置解决，可二氧化钛是如何和污泥充分接触，催化氧化之后再分离的呢？如果不分离，成本可想而知了。基本理论是很好的，就是工程应用上会出现一些难于解决的问题，比如满足理论条件，并维持这种状态，难以实现。

我的博士方向就是污泥的处置，你说的方法在工程应用中试不现实的，我的研究方向是污泥与秸秆共发酵产氢，目前限制污泥处置的瓶颈问题是污泥的脱水问题。

污泥中主要的成分是微生物体。含水量高。水分大都是胞内水，通常的机械方法很难破壁，因而水分去除是难点。化学破壁，比如，加石灰稳定，也更简单。主要在于石灰用量与后续处理的成本问题。
通常的厌氧发酵也是常见的手段，但是适合大规模的工程，因为沼气利用必须达到一定规模。而小型污水厂，规模小，也并不合适。当前主要实用技术是堆肥。成本低廉。问题是大家对其中的风险有点过敏，反应过度。

至于楼上的想法，说句实在话。恐怕是没有出头的日子。研究研究是可以的。再低廉物化技术也不可能与生物处理技术比。

污泥里头还有很多固体处理完毕后怎么和催化剂分离？

纳米二氧化钛很贵吧。 是否适合大规模应用？ 用石灰更合算？ 呵呵

作为科学研究，MS是个不错的点子。  

污泥减量化主要是含水率的问题，不知道纳米二氧化钛用于减量化的原理是什么呢？

外行人飘过~~~~~