随着社会的发展进步，工业和生活污水的排放量日益增多，因此污水处理厂需要处理的污水量也随之增加，从而导致污水处理的副产物—污泥的产生量也增大。脱水后的污泥含水率高达75％~80%，并且其中含有大量有机物、寄生着各种细菌、病毒、寄生生物，以及Zn、Cu、Pb和Cr等重金属和有毒化合物，倘若处置不当，会对环境造成极大的影响。由于污泥结构和成分的特殊性，使其很难降低含水率、处置和资源化利用。页岩属于粘土矿物，具有独特的层状结构和良好的离子交换及吸附性能，在国家禁止使用粘土生产建材制品时，页岩在建材方面的利用逐渐增多和技术逐渐成熟。已有的研究结果表明，页岩和粉煤灰在改善污泥沉降方面具有良好的作用，并且利用污泥和页岩或粉煤灰组合制备出陶粒和砖，但是使用的页岩均是经过粉磨过筛后形成的粉末，本着节约能源简化工艺和降低成本的角度出发，本课题考虑了将页岩成浆，使用浆体来调理污泥沉降浓缩，直接将混合物进行建材生产并研究重金属在污泥页岩陶粒中的状态，以探讨污泥处理的另一种方法和污泥资源化利用的有效途径。　　课题首先对颗粒状的页岩成浆进行了试验分析，结果表明，页岩与水在等质量比的情况下，页岩的成浆效果较好；页岩成浆以后，分离出上下层浆体，利用浆体改善污泥的沉降性能，测定污泥的沉降曲线和沉降混合物的比阻、含水率和离心脱水后混合物的含水率，同时测定上清液的pH值、COD、浊度。结果表明，上层浆体对改善污泥沉降速率效果最好，掺量为3%时，污泥的沉降速率最快；页岩浆体对上清液pH值的影响不大，但浊度随页岩浆体掺量的提高而变大，COD明显降低，最多降低幅度可达50%以上；页岩浆体的加入可以降低污泥沉降混合物的含水率，比阻随着掺量的提高而变小，说明页岩浆体可以提高污泥的脱水性能，对污泥后续处理和资源化利用有利。　　根据在实验室的试验研究结果表明，页岩浆体对污泥的沉降具有良好的改善作用。为了验证页岩浆体对污水处理厂现场的污泥沉降和脱水性能的影响，因此实地到污水处理厂进行了试验，并且将沉降混合物直接上机压滤得到脱水混合物，测定其含水率。现场试验研究结果表明，页岩浆体对现场污泥的沉降速率也具有改善作用；随着页岩浆体掺量的提高，沉降混合物的含水率逐渐降低、密度逐渐增大；压滤后脱水混合物的含水率下降较大，当掺量为3%时，含水率下降到22.7%，对污泥的后续处理和资源化利用提供了条件；页岩浆体掺量的提高对上清液的浊度影响不利，但是上清液中TOC、总碳、总氮的含量均出现下降，COD也普遍减小。　　利用污泥和页岩浆体沉降的混合物脱水得到的混合料，经过成型、干燥、预热和焙烧等工艺制备成轻质陶粒，对陶粒的基本性质进行了测试，并且使用外掺重金属的方式研究了制备工艺对重金属在陶粒中固化率、浸出毒性、水环境稳定性的影响。研究表明，在本课题研究中烧制陶粒的最佳工艺是预热温度500℃，焙烧温度1100℃；重金属在陶粒中的固化率随预热温度和焙烧温度的升高而降低；陶砂的浸出毒性和在水溶液中的浸出浓度要大于陶粒；陶粒和陶砂在水溶液中的浸出浓度受水环境pH值的影响很大，pH值升高，浸出浓度下降。