城市污水污泥排放量逐年增长,已成为城镇化过程中面临的重大环境问题,已有研究将页岩与污泥混合,烧制出性能良好的砖瓦和轻质陶粒,展示污泥在页岩建材中利用的广阔前景。页岩在自然界储量丰富,主要成分为SiO2、A12O3和Fe2O3等,具有较高的比表面积因此具备较强的吸附和絮凝能力。因此综合考虑污泥处理与建材资源化相结合的工艺,在污泥浓缩阶段外掺页岩,再利用脱水后的混合物烧制页岩建材制品,使污泥建材利用更为主动。目前比较多的研究已充分探讨污泥页岩建材的原材料性能、烧制工艺和制品性能,但较少考虑污泥页岩混合、制坯和烧制过程中的环境影响或特性,特别是较少从页岩建材整个生产与应用过程角度考虑污泥的引入带来的环境问题或者在生产与应用过程中引起的环境特性变化情况。本文以污泥页岩建材利用的烧结砖和陶粒两大类制品为研究对象,从污泥页岩建材的原材料准备、烧制工艺条件变化和实际使用的全过程进行考虑,研究污泥可能引起的环境问题或表现出的环境特性,以期了解污泥页岩建材生产过程中的环境特性或变化规律,为实际生产的环境污染控制以及生产工艺优化提供参考。　　污水处理厂的污泥沉降浓缩过程较为漫长,加速污泥沉降和降低污泥含水率不仅有利于污水处理厂处理效率,也有利于污泥作为建材原材料的运输以及降低环境污染。本文首先在污泥沉降浓缩阶段加入页岩,通过研究页岩对不同固含量污水沉降性能的影响,以及脱水后污泥页岩混合物含水率的影响,同时测定上清液浊度、TOC、TN、COD等指标,判断对污泥浓缩尾水的水质影响;试验还将页岩与以往常用的粉煤灰进行对比;在实验室试验的基础上,还在污水处理厂的现场条件下进行试验。结果显示,页岩可以加速污泥沉降,掺量5％~7%时对污泥沉降性能有明显的改善作用,最优页岩掺量和污泥固含量之间存在一定线性关系。页岩掺加有效降低混合物浓缩与脱水后的含水率,外掺1%页岩、沉降2.5hrs后混合物体积相比同条件的原状污泥降低了50%以上,可有效降低城市污水厂的污泥处理负荷;外掺7~9%页岩至固含量1.23%的污泥中,离心后含水率从原状污泥的70%降低至30%,可直接满足页岩建材制品通常的含水率范围。外掺页岩后上清液浊度虽有一定增加,但有利于TOC、TN和TC等指标的改善。可以认为,在污泥沉降阶段加入页岩,混合物含水率的降低将有利于污泥页岩建材的原材料运输和储存,改善了污泥页岩建材原材料的环境特性。　　恶臭是污泥页岩建材生产中影响环境和工人身体危害的主要因素。通过定量测量氨气产生量并与六级恶臭气体强度方法相结合,根据污泥页岩砖和陶粒生产的原材料准备条件,试验研究页岩掺量、环境温度和陈放时间以及污泥页岩不同混合方式等对原状污泥恶臭气味散发量的影响,通过与粉煤灰进行对比探讨页岩抑制氨气挥发的机理。结果显示,相同对比条件下,页岩掺入对污泥氨气的挥发具有明显抑制作用,当含水率70%左右的原状污泥与页岩混合比例达到2:1时,便表现出十分明显的效果;陈放时间延长或者污泥页岩混合密实有利于降低污泥臭味挥发,而温度升高将显著增加污泥臭味挥发量。结果表明,页岩对污泥氨气具有强烈的吸附作用是抑制氨气挥发的主要因素,虽然粉煤灰也对氨气有吸附作用,但粉煤灰没有明显的抑制污泥氨气和臭气挥发的作用反而有加速作用,因此页岩对污泥氨气和臭味挥发可能具有特殊性。　　污泥通常含有比较高的重金属和易溶性盐,污泥与页岩混合烧制建材制品的高温过程中,重金属和盐会发生一定程度的挥发,在潮湿使用环境中还会浸出,这些都对污泥页岩建材利用产生不利的环境影响。试验按照污泥页岩砖和陶粒的原材料比例、生产工艺以及制品的使用条件,采用XRF、XRD、SEM-EDS和AAS等分析方法,通过外掺方式增加污泥页岩混合物中的重金属和盐含量,以反映极端条件下污泥中重金属和盐的高温挥发情况、在制品中存在状态和使用条件下的迁移情况。结果显示,所研究的Zn、Cu、Hg、Pb和Cr重金属在污泥页岩制品高温烧制过程中都有不同程度的挥发,但相对纯污泥挥发率明显降低,污泥页岩制品的重金属挥发率随硫酸盐含量增加未发生明显变化,但随氯盐含量增加明显增大;随外掺氯盐含量增加,氯盐自身高温条件下完全挥发,而硫酸盐和磷酸盐的挥发率变化不大。污泥页岩制品中重金属的浸出量远低于国家标准限值,硫酸盐和磷酸盐含量增加对重金属浸出量没有明显的影响,当外掺Na2SO4达到1%时,本文试验条件下900℃烧制的污泥页岩砖才出现明显泛霜,表明污泥页岩建材制品使用过程中对环境影响较小。外掺重金属和易溶盐化合物在污泥页岩建材烧制过程中形态和分布情况都发生了一定的变化,有新的矿物形成,但由于含量较低,这些新的矿物类型和环境特性还难以准确判断。