给水污泥和污水污泥是给水处理和污水处理过程中必不可少的产物。给水污泥和污水污泥已成为废物中影响环境、造成危害最为严重的因素之一。常规的污泥处理方法（如填埋和焚烧等）已经难以适应日益严格的环境标准。本文在把握国际社会在给水污泥和污水污泥处理、处置领域的最新动态和发展方向的基础上，研究了两种污泥的材料化利用途径——污泥制备陶粒技术。同时，本文对资源化产品进行了安全性及使用性能评价，为今后的产业化应用与污染控制技术提供必要的理论基础和可靠的科学依据，具有一定的环境效益、经济效益、社会效益及学术价值。　　本文主要开展了以下几个方面的研究：通过正交及单因素试验，确定了利用给水污泥、污水污泥为原料制备陶粒的原料配比及烧成制度；在此基础上，探讨了原料酸碱性氧化物比率K及不同的无机氧化物（SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO）对陶粒性能的影响；对陶粒进行了安全性评价研究，考察陶粒样品中重金属的浸出特性及固化规律；考察了制备的陶粒的使用性能。论文初步取得了具有重要意义的研究成果。　　通过正交试验及单因素影响试验确定出利用给水污泥和污水污泥为原料制备陶粒的最佳配比方案及工艺参数为：给水污泥：污水污泥=0.45：0.55；添加剂的添加量为20％；烧结温度为1000℃；保温时间为35min。所制备的污泥陶粒在很多技术指标上达到了粘土陶粒的标准。　　试验中得到利用给水污泥和污水污泥为原料制备陶粒的最佳K值范围为0.175-0.45；在上述K值范围内，随着K值增加，陶粒表面的孔隙逐渐变大，表面致密化程度降低，耐压强度降低。固定K值（0.275）时，当18.2：35≤酸性氧化物比（SiO2：Al2O3）≤45：10.2时，制备的陶粒具有较好的性能；当10：2.7：1.4≤碱性氧化物比（Fe2O3：CaO：MgO）≤5.3：6：1.6时，制备的污泥陶粒具有较好的性能。　　制备陶粒的原料中主要无机氧化物的最佳含量分别为：SiO2（22.5%-45%）、Al2O3（14%-26%）、Fe2O3（5%-8%）、CaO（2.75%-7%）和MgO（1.6%-4%）。随着SiO2含量的增加，陶粒表面的小孔隙逐渐转换为大孔隙，耐压强度增加，α-石英晶体相增加，钠、钙长石等晶体减少。当原料的Al2O3含量增加时，陶粒中的晶粒逐渐变得相对细小，陶粒的强度提高。Fe2O3含量增加，陶粒的孔隙及孔径均大幅度减小，耐压强度逐渐升高。当CaO含量较少时，陶粒的耐压强度较高；随着CaO含量升高，孔隙增多，耐压强度较低。随着MgO含量的增加，材料的顽辉石晶体含量逐步增多。　　本文系统地对制备的陶粒进行了使用安全性研究，为陶粒应用的无害化作了技术保证。其中：（1）烧成温度对陶粒中的重金属固化效能影响比较显著，Cd2+、Cr6+、Cu2+和Pb2+的浸出量随着烧成温度的提高而逐渐减小。（2）在pH=1时，重金属的浸出量最大，且随着pH的升高，浸出量变化不明显。（3）随着浸出液氧化能力的增强，重金属浸出量是逐渐增加的。（4）随着K值变大，Cd2+、Cu2+和Pb2+的浸出量逐渐增加，Cr6+的浸出量先减小后增加；随着SiO2：Al2O3比值变小，Cd2+和Cr6+的浸出量先减小后增加，Cu2+和Pb2+的浸出量逐渐减小；随着Fe2O3：CaO：MgO比值变化（Fe2O3比例减小），Cd2+、Cu2+和Pb2+的浸出量是逐渐增加的，Cr6+的浸出量先减小后增加。（5）随着SiO2含量增加，Cd2+、Cu2+的浸出量逐渐增加，Pb2+的浸出量是先减小后增加；随着A12O3含量增加，重金属的浸出量逐渐减小；随着Fe2O3和CaO含量增加，Cd2+、Cu2+和Pb2+的浸出量逐渐减小，Cr6+的浸出量先减小后增加；当1.6%≤MgO含量≤2.0%时，4种重金属的浸出量先减小，当MgO含量＞2.0%时，4种重金属浸出量基本保持不变。　　污水处理应用研究中，启动及正常运行期间数据显示，自制陶粒BAF与广州陶粒、江西陶粒、山西活性炭的BAF相比，对COD、NH3-N及TN去除效果达到了与它们相同的水平；在试验期间，自制陶粒作为生物膜载体，无论是其物理性能（发达的表面及内部孔隙）还是其适于生物生长的特性都达到了购买陶粒滤料的标准，说明自制陶粒的具有良好的使用性能。