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目前随着城市化发展日益凸现的问题有:路面硬化，大气降水难以及时渗入地下，造成“城市荒漠化”及“热岛效应”，而地下水资源由于无补给来源导致地表下沉；在暴雨季节，城区市政排水管网负担过大，造成排水不畅引起城区内涝。除此之外，污水处理厂的污泥处置问题也日益凸现。本课题的目的，就是利用污泥中无机成分与建材原料的相似性，用污泥制取渗水砖，以寻找出一条治理污泥问题及缓解“城市荒漠化”及“热岛效应”的有效途径。将污泥应用于渗水砖的制备，将是污泥利用的又一途径，具有很高的环保效应。
本文从分析城市污泥、黄河淤泥、煤矸石、水渣等固体废弃物的理化性质及微观结构出发，结合烧结砖工艺，进行了污泥渗水砖的制备研究与探讨，在后期实验中，尝试了利用污泥制备免烧砖的工艺。
本研究工作的内容主要包括以下几个方面:
(1)原料的物化特性。由于人们对污泥的资源化利用心存芥蒂，在原料理化性质分析中重点分析了污泥。通过SEM图分析可知污泥中分布着较多的纤维，有机物、无机物布满了纤维之间的空隙，呈现疏松多孔的结构，可起到成孔剂的作用；通过XRD分析知污泥中含有石英、钠长石及方解石等矿物相，可用做制砖原料；通过对比《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-88)与污水厂提供污泥重金属数据可知，试验所用污泥针对酸性土壤农用只有锌稍有超标，而本试验制砖主要采用传统烧结工艺，烧结工艺能使稍过量的锌很好的固结，可知污泥渗水砖不会对环境造成危害。
(2)污泥渗水砖的制备。通过粗骨料的选择实验，在水渣、砂及煤矸石三者中最终选定为砂。因为水渣在砖坯烧结状态下会发生部分熔融，影响制品渗水性能；而煤矸石中含有可燃煤成分，影响制品抗压性能。在此基础上通过设计正交试验得到制备烧结污泥渗水的最优工艺参数:污泥掺量为15wt％，成型压力为20MPa.、于1100℃下烧结1.5h，砂粒径为1～2mm。得到的污泥渗水砖抗压强度为21.8MPa，渗水系数为1.03×10-2cm/s，吸水率为10.93％。
(3)污泥渗水砖的烧结机理及渗水机理。对污泥渗水砖烧结机理研究分析表明，主要是由于粉料颗粒尺寸很小，具有较高的表面能，高温下能促进固体分子(或原子)的相互吸引，粉末体产生颗粒粘结，颗粒由较松散的接触变为紧密堆积，同时坯体中颗粒接触面积小，总表面积很大而处于较高能量状态。根据最小能量原理，它将自发地向最低能态变化，并伴随系统表面能的减少。对污泥渗水砖渗水机理研究分析表明，在污泥渗水砖的断面分布着很多不规则的网状连通孔道，且这些内部的孔道与污泥渗水砖表面相通。在砖坯高温烧结过程中，砖原料的熔融现象、同时原料间化学反应生成气体的外逸及原料在烧结中的体积收缩共同作用导致砖坯冷却后形成了孔壁光滑的孔道，其中贯通孔保证了渗水砖的渗水性能。 (4)污泥渗水砖的抗压强度和渗水系数呈现此消彼涨的关系，主要受污泥掺量、成型压力、烧结温度、骨料粒径等因素影响。在本实验范围内，随着污泥掺量的增加，砂粒径的增大，制品抗压强度降低，渗水系数增大；随着成型压力的增加，烧结温度的升高，制品抗压强度提高，渗水系数降低。
(5)污泥免烧砖的制备。同在水泥掺量为10Wt％的条件下，用干污泥制备免烧砖，在养护一段时间后砖坯表面出现白色霉菌；用污泥焚烧灰制备免烧砖，在污泥灰掺量为30wt％，水渣掺量为50wt％时，得到28d抗压强度为30.82MPa的成品，但渗水性能很差。用污泥焚烧灰制备渗水性能要求不高的砖坯亦是污泥资源化切实可行的一条途径。