文 献 综 述

0前言

近年来环保事业日益受到人们的重视，越来越多的废水需要处理。废水处理过程会产生大量污泥，污泥含水率高(80%左右)、体积大、成分复杂，且含多种毒性有机物、病原菌寄生虫(卵)及重金属等，按照最新颁布的《国家危险废物名录》规定，属于危险固体废弃物，如果没有进行妥善处理，会产生严重的二次污染。现行的污泥处理方法主要有堆肥处理、焚烧处理、卫生填埋、生物处理等。然而污泥又是一种有很高利用价值的潜在资源，污泥制备填料就从根本上解决了污泥的出路问题，在处理污泥的同时既变害为利又达到了综合利用、保护环境、节约资源的目的。

污泥基填料内部含有丰富微孔，具有容重轻、强度高、化学稳定性好的特点，故而能成为优良水处理材料[1]。而无机载体填料取材于页岩或粘土（主要成分为偏铝硅酸盐），这使得粘土和页岩的需求越来越大。粘土资源的大量开采直接影响农耕的土地数量和质量，对我国粮食生产产生消极影响。因此，新型污泥填料的研发是可以减缓这一矛盾的重要途径之一。

然而污泥基填料在使用过程中会产生有害重金属浸出的问题，重金属会影响构筑物处理效果，影响出水水质，因而重金属稳定化问题是污泥填料必须面对也是必须迫切解决的一个问题。

1、污泥填料

1.1 国内外污泥处理现状

国外一些国家在处理和处置污泥污泥方面大多采用焚烧、填埋、堆肥农用等实用性方法。如在美国，污泥土地利用已经代替填埋成为最主要的污泥处置方式，重心从处置改变到利用；欧洲的卢森堡、葡萄牙、西班牙、英国、瑞典、荷兰、比利时等大多数国家的污泥处置主要用于农业；希腊、德国、意大利等国家的污泥处置主要采用填埋；日本、奥地利等国家污泥处置主要采用焚烧[2]。

目前我国在污泥处理方面还停留在土地填埋或农用阶段，污泥资源化利用还处于探索阶段。采用何种污泥处置方法，减小体积、提高干度都是污泥处理难以回避的重要环节，同时也应均衡地兼有环境生态与经济效益。一种有效的又能融合本地具体情况的污泥处置方法应为对环境、经济、社会效益兼具的方法。中国污泥处理利用研究进展[3]报道介绍，已有使用污水厂污泥制备滤料[4]、烧制陶粒[5]以及制备聚合物合成木材[6]等研究。污泥经过稳定化、无害化处理后作原料循环利用，应当是中国污泥资源化利用有前景的的途径[7]。

1.2 污泥资源化

污泥资源化利用主要有农林利用、污泥堆肥、能源化利用和污泥材料化利用几个方面。污泥材料化利用，目前主要是制造建筑材料和环保材料，其处理的最终产物是可在各类型建筑和水处理构筑物中使用的材料制品，因此，无需依赖土地作为其最终消纳的载体，同时还代替了一部分用于制造建筑材料和环保材料的原料，具有污泥资源化和资源保护的意义[8]。

1.3 污泥填料及其烧制机理

在废水的生物膜法处理工艺中，填料是该工艺的核心。作为微生物的载体，填料影响着生物膜的生长、繁殖、脱落，对水处理构筑物的运行效果及能耗都有十分重要的影响。微生物在填料上附着生长形成生物膜，生物膜在新陈代谢过程中吸收废水中的物质，从而达到降解废水的目的。现在，填料不再局限于生物膜法中，在改进活性污泥法中也有广泛的应用[1]。

污泥填料多以脱水污泥作为原料，加入一些添加剂和粘土，通过高温烧结成型。填料在烧结过程中的强度形成事实上就是填料各种成分在加热过程中的物理化学变化过程，原料在加热过程中发生脱水、水解、析出新晶相等物理化学变化。一般认为：在加热过程中的物理化学变化[9]包括脱水阶段和脱水后产物的转化。

2、 污泥中的重金属及其危害