隨著社會的發展進步，工業和生活污水的排放量日益增多，因此污水處理廠需要處理的污水量也隨之增加，從而導致污水處理的副產物—污泥的產生量也增大。脫水后的污泥含水率高達75％~80%，并且其中含有大量有機物、寄生著各種細菌、病毒、寄生生物，以及Zn、Cu、Pb和Cr等重金屬和有毒化合物，倘若處置不當，會對環境造成極大的影響。由于污泥結構和成分的特殊性，使其很難降低含水率、處置和資源化利用。頁巖屬于粘土礦物，具有獨特的層狀結構和良好的離子交換及吸附性能，在國家禁止使用粘土生產建材制品時，頁巖在建材方面的利用逐漸增多和技術逐漸成熟。已有的研究... 隨著社會的發展進步，工業和生活污水的排放量日益增多，因此污水處理廠需要處理的污水量也隨之增加，從而導致污水處理的副產物—污泥的產生量也增大。脫水后的污泥含水率高達75％~80%，并且其中含有大量有機物、寄生著各種細菌、病毒、寄生生物，以及Zn、Cu、Pb和Cr等重金屬和有毒化合物，倘若處置不當，會對環境造成極大的影響。由于污泥結構和成分的特殊性，使其很難降低含水率、處置和資源化利用。頁巖屬于粘土礦物，具有獨特的層狀結構和良好的離子交換及吸附性能，在國家禁止使用粘土生產建材制品時，頁巖在建材方面的利用逐漸增多和技術逐漸成熟。已有的研究結果表明，頁巖和粉煤灰在改善污泥沉降方面具有良好的作用，并且利用污泥和頁巖或粉煤灰組合制備出陶粒和磚，但是使用的頁巖均是經過粉磨過篩后形成的粉末，本著節約能源簡化工藝和降低成本的角度出發，本課題考慮了將頁巖成漿，使用漿體來調理污泥沉降濃縮，直接將混合物進行建材生產并研究重金屬在污泥頁巖陶粒中的狀態，以探討污泥處理的另一種方法和污泥資源化利用的有效途徑。
　　課題首先對顆粒狀的頁巖成漿進行了試驗分析，結果表明，頁巖與水在等質量比的情況下，頁巖的成漿效果較好；頁巖成漿以后，分離出上下層漿體，利用漿體改善污泥的沉降性能，測定污泥的沉降曲線和沉降混合物的比阻、含水率和離心脫水后混合物的含水率，同時測定上清液的pH值、COD、濁度。結果表明，上層漿體對改善污泥沉降速率效果最好，摻量為3%時，污泥的沉降速率最快；頁巖漿體對上清液pH值的影響不大，但濁度隨頁巖漿體摻量的提高而變大，COD明顯降低，最多降低幅度可達50%以上；頁巖漿體的加入可以降低污泥沉降混合物的含水率，比阻隨著摻量的提高而變小，說明頁巖漿體可以提高污泥的脫水性能，對污泥后續處理和資源化利用有利。
　　根據在實驗室的試驗研究結果表明，頁巖漿體對污泥的沉降具有良好的改善作用。為了驗證頁巖漿體對污水處理廠現場的污泥沉降和脫水性能的影響，因此實地到污水處理廠進行了試驗，并且將沉降混合物直接上機壓濾得到脫水混合物，測定其含水率。現場試驗研究結果表明，頁巖漿體對現場污泥的沉降速率也具有改善作用；隨著頁巖漿體摻量的提高，沉降混合物的含水率逐漸降低、密度逐漸增大；壓濾后脫水混合物的含水率下降較大，當摻量為3%時，含水率下降到22.7%，對污泥的后續處理和資源化利用提供了條件；頁巖漿體摻量的提高對上清液的濁度影響不利，但是上清液中TOC、總碳、總氮的含量均出現下降，COD也普遍減小。
　　利用污泥和頁巖漿體沉降的混合物脫水得到的混合料，經過成型、干燥、預熱和焙燒等工藝制備成輕質陶粒，對陶粒的基本性質進行了測試，并且使用外摻重金屬的方式研究了制備工藝對重金屬在陶粒中固化率、浸出毒性、水環境穩定性的影響。研究表明，在本課題研究中燒制陶粒的最佳工藝是預熱溫度500℃，焙燒溫度1100℃；重金屬在陶粒中的固化率隨預熱溫度和焙燒溫度的升高而降低；陶砂的浸出毒性和在水溶液中的浸出濃度要大于陶粒；陶粒和陶砂在水溶液中的浸出濃度受水環境pH值的影響很大，pH值升高，浸出濃度下降。