随着污泥产量大幅增加，把污泥变成可利用的物质，实现污泥资源化利用显得尤为重要。利用生活污泥制备陶粒材料是目前一种较新的实现污泥资源化利用的方式，对开辟新的陶粒原料，开发新的轻质陶粒有重要意义，且城市污泥产量巨大，将其用于陶粒的生产可以取得较大的经济和环境效益。陶粒具有高强度、保温隔音效果好、防火耐化学腐蚀等性能，被应用于建筑、冶金等行业。除此之外，陶粒因其具有较大的比表面积、孔隙率高、机械强度高、表面粗糙、吸附能力强、生物亲和性好及易挂膜等优点，被用作污水处理滤料，应用十分广泛。陶粒滤料在污水处理中主要作为微生物载体和吸附剂。比表面积是评价水处理滤料性能的重要常规指标之一，陶粒比表面积越大，越有利于微生物的附着和提高其吸附截留效果。

用脱水污泥制作陶粒可以处理污水处理过程中产生的污泥，达到废物资源化利用的目的，并且该工艺能够充分利用污泥中有机物的热值，减少陶粒烧制过程中的成本。目前我国陶粒市场仍以黏土陶粒和页岩陶粒为主，环保陶粒较少，优质脱水污泥陶粒的开发，填补了这一市场空缺，具有很好的发展前景。

本研究以污水处理厂脱水污泥为主料，以粉煤灰和膨润土为辅料，研制一种具有高比表面积的轻质陶粒。该烧结工艺为完善污泥陶粒制作工艺提供技术支持，也为污水处理厂提供污泥处理思路，在提升污泥经济价值的同时，也提高了污水处理厂处理污泥的积极性。

1、烧结温度对陶粒性能的影响

（1）陶粒的堆积密度随着烧结温度的升高先增后减，在烧结温度为1100摄氏度时达到最小，之后随烧结温度继续上升，堆积密度逐渐增大。这是因为当温度小于1100摄氏度时，陶粒中的发气物质不断气化，但又无法冲破黏接剂融化时形成的液相膜，从而使陶粒被烧胀，堆积密度有所下降; 当烧结温度达到1100摄氏度时，陶粒中的黏接剂形成的液相膜破裂，因此其堆积密度又随着烧结温度的升高而增大。

（2）陶粒的比表面积随烧结温度的升高而渐减。这是因为温度越高，液相量越大，且液相黏度有所降低，使烧结中形成的液相更容易填充到产生的气孔

中，使得陶粒空隙内粗糙度越低，所以比表面积会随温度的升高而降低。当烧结温度达到1100摄氏度左右时，液相膜破裂后，陶粒内部空隙更容易被液相填充，导致比表面积骤降。

    （3）陶粒的筒压强度随着烧结温度的升高而逐渐增大。当煅烧温度为1100时，原料中的黏接剂未熔融，陶粒结构松散，筒压强度很低; 而当温度继续升高时，黏接剂融化后冷却，黏接剂形成的液相膜破裂后陶粒变得更密实，从而筒压强度随烧结温度的升高而增大。

实验结果表明，3项性能指标和烧结温度间的变化关系都符合陶粒烧结理论，烧结温度控制在约1100摄氏度时最优。

2、烘烤对陶粒性能的影响

陶粒烧结工艺中烘烤阶段即为预热过程，该过程主要起到2个作用: 一是将原料中的大部分有机质热解为气体去除，使陶粒轻质化；二是除去原料中水分，避免升温过程中水蒸发过快而导致原料炸裂，影响烧结体的强度性能。在烘烤阶段原料中的自由水和结合水被蒸发出来，同时原料中的有机质得以分解，放出大量气体致使陶粒产生多孔结构，表面液相与膨胀气体构成动态平衡，最终形成优质多孔陶粒。且新鲜污泥中含有的大量发气物质使其内部孔洞巨大，污泥经烘烤之后发气物质大大减少，从而取得很好的效果。

3、原料组成对陶粒性能的影响

在制作陶粒的原料中，粉煤灰为支撑剂，膨润土为黏接剂。当支撑剂（粉煤灰)与黏接剂(膨润土)比例适宜时，陶粒比表面积和筒压强达到最优。当支撑剂(粉煤灰)过多时，气体冲破液相，支撑剂颗粒间黏接不牢靠，导致陶粒比表面积增大而筒压强降低；当黏接剂(膨润土)过多时，黏接剂液相熔融后填充了空隙，使陶粒比表面积减小，熔融物凝固后硬度却不及支撑剂颗粒，致使陶粒筒压强也降低。