随着我国社会经济和工业化的快速发展，城市污水产量逐年增加，作为城市污水处理的副产品，污泥产量也随之急剧增长，污泥的无害化和资源化处理已迫在眉睫。而利用水泥窑协同处置污泥技术以其独特的优势，成为各国专家关注的焦点。本文研究了在利用水泥窑协同处理污泥过程中有毒有害物质的释放特性，旨在为水泥窑协同处置污泥技术的运用奠定基础。本文借助GC-MS和气相色谱质谱仪，研究了污泥有机质在不同温度下干化后组成变化和气体释放情况，分析了污泥在干化过程中有害气体的释放情况。结果表明：污泥中的有机化合物多达90余种中，其中含氮、硫的有机物是主要的有害物质来源；随着干化温度的升高，污泥中具有臭味的有机质增多，干化过程中具有臭味的气体的释放量也增大。研究了污泥中氮、硫两种元素的分布特征，分析了两种元素的迁移过程，阐明了它们的迁移机理。结果表明：污泥中的硫元素主要以有机硫的形式存在，在一定温度下转化为磺酸，最终主要以二甲基三硫、H2S和SO2等气体的形式排放；污泥中氮元素主要以有机氮的形式存在，并最终以NH3、HCN等无机气体的形式释放到环境中。借助同步热分析仪和红外光谱仪，研究了氧含量对污泥干化焚烧过程的影响。结果表明：氧气的存在有利于污泥中有机物分解，且随着氧气浓度的增大，分解率越高；随着氧含量的升高，污泥中有机物分解、燃烧越充分；在温度0~300℃区间，氧气浓度12.50%的气氛下污泥热解产生的气体量最少。开展了水泥窑尾飞灰对有害气体的吸收效果研究，分析了飞灰在污泥释放有害气体过程中的抑制作用。结果表明：水泥窑尾飞灰对污泥释放气体的种类影响不明显；但是飞灰可以抑制气体的产生，当污泥与飞灰的质量比为1:1时，污泥干化焚烧所释放的气体量最少。采用正交试验方法，确定了利用ICP检测污泥中重金属含量的最优消解方法，并研究了几种重金属的在研究不同干化温度的重金属含量表明：随着干化温度的升高，污泥中重金属释放量增大，其中砷的挥发量最大，在200~300℃挥发量达32.13mg/kg。而铅的挥发量最小，在300℃时仅为5.16mg/kg。