项目研究背景及用途 ：曝气生物滤池（BAF）工艺是目前国内外最先进的 污水处理工艺，我国在 90 年代中后期开始使用该工艺，目前该工艺在污水处 理中已获得较快的发展， 并成为我国污水处理工艺的主要发展方向。 作为曝气 生物滤池核心材料的球形陶粒滤料一般以粘土为原料掺加造孔剂经成球、 煅烧 而成。但是消耗大量的粘土不利于保护耕地和山林植被， 且要掺加较多数量的 价值昂贵的造孔剂。 红泥岩一直被认为是低利用价值的资源，

研究内容 ：该成果主要涉及城市污泥的处理及资源化利用，所开发产 品主要有污泥陶粒和轻质微孔砖两大系列。以南昌市为例，其各大污水处 理厂在 2007 年所产生的城市污泥为 300 吨/日，经本成果中所述的资源化 处理综合利用后， 将可制备 2 万方/年可用于污水处理的陶粒滤料， 其价格 为 700 元/方，可实现 1400 万元 /年的产值； 建筑陶粒 1 万方 /年，节能轻质 砖 5 万方 /年，可实现

本发明涉及城市污水厂及给水厂污泥的废弃物资源化处理利用。本发明轻质陶粒的制备方法，包括原料配料、均化、成型、预处理、焙烧、冷却，其特征在于：a.原料重量比：给水厂污泥70～100％，污水厂污泥0～30％；b.预处理：温度300℃～500℃，预处理时间10～30min；c.焙烧：温度1130℃～1170℃，时间5～15min。以给水厂污泥为主要原料，加入污水厂污泥为添加剂烧制的陶粒，应用价值高，不但同时处置了大量的给水厂和污水厂污泥，实现两种污泥的综合利用，还能得到性能较好的轻质陶粒，并能配制出可以

结构材料轻量化是目前国民经济、国家重大需求的重大挑战，材料结构功能一体是新材料的重要发展方向。 轻质高强泡沫铝合金复合夹芯板以超轻质的泡沫铝合金为芯层，与铝合金面板实现冶金结合，具有比重小，高刚度，高阻尼减振，高能量吸收的特点，同时实现与阻燃、电磁屏蔽功能兼容性，在先进交通、航空航天领域具有广泛的应用前景。通过可调控的芯层泡沫铝合金孔结构，复合夹芯板的实现了同等质量钢板6倍的高刚度，同时比重仅与水接近，该成果已经应用于我国重要装备制造。

泡沫轻质土是一种路基新材料，是指用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与必须组分水泥基 胶凝材料、水及可选组分集料、掺和料、外加剂按照一定的比例混合搅拌，并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。该材料其核心应用在于代替常规填土或替代常规填充材料。由于具有很好的轻质性、自立性、强度、施工方便、流动性、保温隔热、环保等诸多综合优势，被用在道路扩建；软基路桥头；陡峭路段填筑；桥梁减跨；地下结构减荷、基坑及地下管线回填；采空区填充隧道进出口填筑；工程抢修抢险等居多工程领域。

成果简介本技术对现有的陶粒泡沫轻混凝土进行了改进， 获得成本低廉， 环保效果好，保温、 高强、 抗震的轻混凝土及轻混凝土墙板产品。上述轻混凝土加工成本同普通混凝土， 且加工和施工灵活， 可以直接浇注为建筑的轻混凝土构件， 也可以在工厂加工为轻质墙材的墙板和砌块， 配以专门高性能保温砂浆去建造自保温和抗震建筑， 大幅度减轻地基的荷载。该轻混凝土采用我校首先提出的轻质材料改性技术， 具有很大的技术优势，在结构材料的自保温、 抗震、 防火、 防水、 隔音， 以及大幅度降低住宅产业化的建造成本方面极具竞争力， 可使住宅产业化建筑的 PC 装配件的搬运成本降低 1/3以上。 该技术可以直接发展为高强轻混凝土制品， 如现浇轻混凝土、 轻混凝土砌块、 围护和分户隔墙用的系列轻质混凝土墙板， 用于建筑行业， 实现建筑节能70%以上的目标。 另外该技术中的 ECC 技术还可以用于高性能干混砂浆， 污泥陶粒还可以作为污水处理用的生物膜滤料和人工湿地的填充床骨料。成熟程度和所需建设条件污泥陶粒的加工已经完成竖炉和回转窑烧成的中试生产， 六安和镇江某陶粒加工企业已经开始用回转窑加工污泥烧胀陶粒。 用污泥陶粒原位发泡混凝土加工出的轻质墙板已经采用在住宅产业化的示范建筑上， 取得明显的建筑节能降耗的效果。所需建设条件： 1） 附近有污水处理厂和电厂， 分别提供水处理剩余污泥（湿泥） 和粉煤灰粗渣作为加工污泥陶粒的主要原料； 2） 轻混凝土的加工手段同普通混凝土加工手段， 墙板的生产可以采用立模生产工艺和平模浇注生产工艺， 其中平模浇注生产工艺可以自动化连续生产， 上述两个生产工艺设备目前已属成熟生产工艺设备， 安工大提出的平模浇注生产工艺已经申请发明专利。完整生产工艺的主要投资设备有： 1） 搅泥设备； 2） 成球机； 3） 烧成设备（回转窑或竖炉）； 4） 混凝土搅拌设备； 5） 墙板机（平模或立模）； 6） 养护设备。技术指标污泥陶粒的技术指标如下： 粒度 5-10mm； 筒压强度 3-8MPa； 吸水率≤10%，重金属溶出无害。墙 板 的 技 术 指 标 ： 导 热 系 数 ≤0.1W/m· K ； 抗 压 强 度 ≥5MPa ； 容 重≤800kg/cm3， 其余指标满足相关国标要求。市场分析和应用前景目前从建筑节能和节约土地的需要角度出发， 需要使用大量的轻质建筑材料使建筑能满足保温指标合格和使楼层加高需求， 同时多地区处于地震带更需要轻质、 高强、 整体性好的混凝土基建筑材料， 因此对作为轻质建材的主要基础材料轻骨料的依赖性越来越强。正在我国兴起的住宅产业化和目前普遍采用的框架结构建筑需要墙体在构造时结合点少、 整体性好、 建造速度快， 因此围护墙体、 分户墙体、 各类隔墙开始大规模需要低成本高性能的组装式轻质墙板， 因此上述产品的市场需要是越来越大。本项目开发的轻质骨料和轻质墙板都是建立在用水处理污泥和粉煤灰粗渣两种废弃物作为主原料的基础之上， 因此加工成本低廉、 加工过程具有显著的环保效果， 因此污泥陶粒和污泥陶粒基轻质墙板为具有很好市场前景的绿色建材产品， 尤其是在陶粒生产中直接采用湿污泥作为原料进行陶粒坯体加工， 解决了目前污泥干化难的问题， 使整个污泥陶粒及轻质墙板的加工成本比其他陶粒产品降低了 30%以上， 因此具有较好的市场前景。另外污泥陶粒还可以作为水处理用的滤料和各种人造湿地的填料。社会经济效益分析建设一条年产 3 万立方米污泥陶粒的生产线可以基本消纳一个中等城市污水处理厂的水处理湿态剩余污泥的合理处置问题， 彻底根治了水处理污泥的二次污染， 具有极高的环保价值。 后续产品轻质墙板使用后可以使墙体达到建筑节能70%以上的目标， 且可以减轻地基的承载， 使建筑整体性好， 因此具有很强的抗震作用。 污泥陶粒及轻质墙板可以同时解决污泥、 粉煤灰固废的资源化问题、 消除其二次污染问题， 且后端产品的节能降耗和减少二氧化碳排放效果显著， 抗震性能好， 因此社会效益极为显著。知识产权及成果获奖情况（1） “水处理污泥陶粒的低能耗加工” 项目， 2011 年通过了省科技厅组织专家验收鉴定， 评定成绩为优秀。（2）“水处理污泥资源化之陶粒产品的关键技术研究” 项目， 2013 年通过了省教育厅组织专家验收鉴定， 评定成绩为优秀。（3）“水处理污泥陶粒的低能耗加工” 获得了 2012 安徽省科技成果证书。（ 4） “ 一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方法”， 发明专利， 专利号：ZL200810155372.6合作方式合作开发、 受托开发联系方式材料科学与工程学院 樊传刚电话： 0555-2311570； 手机： 13855578005； E-mail/ chgfan@ahut.edu.cn。

本技术对现有的陶粒泡沫轻混凝土进行了改进，获得成本低廉，环保效果好，保温、高强、抗震的轻混凝土及轻混凝土墙板产品。上述轻混凝土加工成本同普通混凝土，且加工和施工灵活，可以直接浇注为建筑的轻混凝土构件，也可以在工厂加工为轻质墙材的墙板和砌块，配以专门高性能保温砂浆去建造自保温和抗震建筑，大幅度减轻地基的荷载。该轻混凝土采用我校首先提出的轻质材料改性技术，具有很大的技术优势，在结构材料的自保温、抗震、防火、防水、隔音，以及大幅度降低住宅产业化的建造成本方面极具竞争力，可使住宅产业化建筑的 PC 装配件的搬运成本降低 1/3以上。该技术可以直接发展为高强轻混凝土制品，如现浇轻混凝土、轻混凝土砌块、围护和分户隔墙用的系列轻质混凝土墙板，用于建筑行业，实现建筑节能70%以上的目标。另外该技术中的 ECC 技术还可以用于高性能干混砂浆，污泥陶粒还可以作为污水处理用的生物膜滤料和人工湿地的填充床骨料。

陶粒混凝土是以轻质陶粒代替普通混凝土中骨料石子而形成的混凝土，具 有自重轻（容重约为 16~19kN/m3）、导热系数小、力学性能好等优点。将其代 替普通混凝土应用于复合墙板，则自重减轻约 1/3，而节能效果更为显著。 基于竹子生长周期短、再生性强、成材快、力学和热工性能好的特点，开 发利用竹材资源，将其作为建筑结构用材，有利于提升竹资源的利用率。竹基 纤维复合材料（以下简称“竹筋”）是以竹材（慈竹）纤维化单板为构成单元， 酚醛树脂为黏合剂，通过热压或冷压方式制备的新型竹材人造板。竹筋制备过 程中节省了传统竹材人造板制备中的剖篾和去除竹青、竹黄工序，使原竹的利 用率高达 90％以上；竹筋充分利用了竹纤维的固有特性，其抗拉强度能达到 200 MPa 以上，抗压强度达到 100MPa 以上，弹性模量达到 34GPa，其强重比 超过玻璃钢纤维复合材料，而其成本与钢材的基本持平或略低。 179 用竹筋代替钢筋作为陶粒混凝土的加筋材料，形成上下两层竹筋陶粒混凝 土面板，中间夹以高效保温材料，通过竹筋桁架连接键连接上下面板组成竹筋 陶粒混凝土复合墙板，则具有轻质、高强、保温、隔音、耐久、低碳节能的优 点。把竹筋陶粒混凝土复合墙板通过螺栓外挂或内嵌于钢结构和装配整体式混 凝土结构上，形成新型绿色建筑，符合国家的绿色建材和建筑产业现代化发展 方向，预示了竹筋陶粒混凝土复合墙板在装配式建筑中的应用会越来越广泛。 与普通砌块加外保温墙体相比，采用竹筋陶粒混凝土复合墙板可以提高舒适度 60％、节能效果达到 75％、缩短工期 90%、减少污染 90%、减少质量通病 90％、减低造价 20%左右。

泡沫铝具有高弯曲比刚度、吸声、隔音、隔热、电磁屏蔽、减振缓冲等诸多优良性能，同时还具有金属铝固有的防火、防潮、无毒、无味、耐蚀、抗老化等性能。在航天飞行器等领域已实现应用，在汽车领域用作汽车部件，可显著提高汽车的被动安全性、抑制振动、减轻重量，达到安全和节能的目的。此外，在船舶、隧道、高速公路声屏障、工厂、商场、体育场馆等场合也能够实现大量应用。/line泡沫铝的结构特点：/line1、孔径2～6mm，孔隙率75～85%/line2、能制备异型泡沫铝、泡沫铝芯三明治及泡沫铝芯充填管、壳复合结构。

建传统的建筑外墙砖在筑实施外墙外保温后，由于其自重大，产生的垂直方向剪切力大，给保温 系统外饰墙砖带来很大的难度，目前多采用钢丝网系统进行加固来实施建筑粘贴瓷砖。 轻质外墙饰面砖（板）采用传统墙面砖原材料和生产工艺，通过闭孔泡沫实现墙砖的轻量化。由 于其比重可以在 1g/cm3 以下，誉为可漂在水上的瓷砖（板）。轻量化的外墙砖（板）大大减轻了瓷砖的重量， 配合轻量化的瓷砖粘结剂，制成外墙外保温轻量化墙砖饰面系统。该系统可在传统的薄抹灰  外墙外保温系统上实施，大大降低系统的材料成本和施工成本。建筑外饰墙面砖具有装饰效果好，耐  久时间长，雨水自清洁等优点，深受各方的喜爱。轻质外墙饰面砖施工方法与传统粘贴墙砖相同。轻    质外墙饰面板采用幕墙式构造施工。