城市生活垃圾焚烧飞灰中含有大量具有浸出毒性的重金属，未经处理的飞灰进入填埋场或进行资源化利用后，会对土壤和水体环境造成潜在的、长期的重金属污染。因此，垃圾焚烧飞灰的无害化处理处置技术的研究受到广泛的关注。本研究尝试将生物湿法冶金领域的生物淋滤技术应用到含重金属固体废物处理领域，对采用产酸真菌的生物淋滤法去除飞灰中的重金属进行了系统的试验研究，以探索出一种安全、高效、绿色的飞灰脱毒处理技术。　　对三种黑曲霉进行产酸性能对比发现，三种黑曲霉均能利用碳源产出有机酸。其中AS3.40和AS3.879菌株分别能发酵产出总量为28.3和33.4mmol/L的有机酸，产酸性能明显优于UV448菌株。选用以上两株黑曲霉对飞灰进行生物淋滤处理，处理过程中均有重金属浸出，且处理后飞灰的TCLP浸出毒性均低于国家标准，以上结果表明选用产酸真菌黑曲霉作为生物淋滤菌株是可行的。　　初步明确了垃圾焚烧飞灰抑制黑曲霉生长的因素中重金属毒性的影响大于飞灰碱性。采用Plackett-Burman实验设计，确定了飞灰中显著抑制黑曲霉生长的重金属为Fe和Al。选择产酸黑曲霉AS3.40和AS3.879菌株进行耐重金属驯化研究。经过对Fe和Al的单一重金属驯化，得到耐受3500mg/L Al的AS3.879菌株和耐受700mg/L Fe的AS3.879Al Fe菌株。参照飞灰中各重金属含量的配比进行混合重金属驯化试验，得到耐受3208.1mg/L混合重金属的AS3.879菌株和耐受2749.8mg/L混合重金属的AS3.40M M菌株。驯化后的AS3.879菌株最高耐受70g/L飞灰。M　　应用中心复合设计对驯化后菌株AS3.879M的生物淋滤条件（蔗糖浓度、孢子浓度、飞灰浓度以及飞灰投加时间）进行了优化，得到了Cd、Cr、Fe、Mn、Zn及重金属总量与各因素之间关系的非线性方程，并确定了以上响应值的最优条件范围分别为：蔗糖浓度(g/L)=114~126；孢子浓度(×107个/mL)=1.6~2.1；飞灰浓度(g/L)=29~39；飞灰投加时间(d)=3.6~4.4。在最优条件下，利用驯化后菌株AS3.879M生物淋滤处理70g/L飞灰，溶出重金属Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Pb及Zn的总浓度达到了901mg/L，占飞灰中以上重金属总量的41％。　　通过对生物淋滤过程中发生的酸解作用和菌体吸附作用系统研究发现：菌体产出的有机酸与飞灰中的金属氧化物发生的酸解作用是该过程的主要作用机理。有机酸与可接触的金属氧化物之间的酸解作用在24h内基本完成，而包裹在飞灰矿物中的金属氧化物与有机酸反应则较为缓慢。在生物淋滤过程中，还存在菌体对溶出的重金属离子的吸附作用。模拟生物淋滤环境中菌体对液相中重金属的吸附，对吸附动力学和吸附等温线模型进行了拟合，得到了模型的拟合参数。当pH值为6.5时，根据Langmuir模型计算得到Fe、Pb和Zn的最大吸附量分别为2.01、1.25和2.82mg/g。随着生物淋滤过程中体系pH值的逐渐降低，菌体对溶出重金属的吸附量逐渐减少。当pH值在5左右时，Fe、Pb和Zn被菌体吸附的量约占实际溶出量的0.05%、25.6%和21.1%。　　针对一步法生物淋滤初期出现的菌体生长的“延迟期”问题，尝试水洗预处理以缩短其“延迟期”。水洗预处理可将水溶性金属氯化物从飞灰颗粒表面洗脱，从而使水洗后飞灰比表面积增大，总孔体积减小，颗粒较水洗前更细。水洗预处理后，混合重金属驯化的AS3.40M菌株在一步法生物淋滤10～20g/L飞灰时的“延迟期”缩短了45～53%；在40g/L飞灰浓度下，延迟期从无限长缩短到288h，从而缩短整个处理时间，也提高了金属溶出率。在两步法中，水洗预处理虽不能缩短处理时间，但可去除大部分可溶性氯盐使飞灰颗粒细化，故在提高金属溶出率方面效果显著。　　从土壤中分离筛选得到1株高效脱硅菌株SDB6，通过形态学、生理生化特征研究和16S rDNA序列分析，将其鉴定为胶质芽孢杆菌。利用驯化菌株AS3.879M对70g/L的脱硅处理后飞灰进行生物淋滤，结果显示脱硅处理对飞灰的矿物结构产生破坏作用，使更多的重金属氧化物暴露出来，溶出重金属总量占飞灰中重金属总量的50%，比脱硅处理前飞灰的重金属溶出总量（41%）提高了22%，对提高生物淋滤过程中重金属溶出的效果显著。　　总之，利用产酸真菌黑曲霉生物淋滤飞灰去除其中的重金属是一种新兴的绿色生物技术。菌株的耐重金属驯化、生物淋滤条件的优化以及飞灰的预处理等研究对提高该工艺的处理负荷和效率具有显著作用。