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随着焚烧技术在垃圾处理领域的广泛应用,经焚烧处理后副产物飞灰的产生量随之递增。飞灰因含有高浸出浓度的重金属和“三致”有机物（如多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）、二噁英（PCDD/Fs）等）而被列入《国家危险废物名录》（HW18）,亟需进行无害化处理。本文开展了一系列Fe3O4/H2O2水热体系下生活垃圾焚烧飞灰中PAHs降解和重金属无害化的研究。主要的内容及结论如下:（1）通过分步水热对飞灰中PAHs的氧化降解和重金属无害化的影响研究发现:经水热氧化（H2O2为氧化剂）反应后固相产物中PAHs总量及毒性当量均显著降低,PAHs总量主要以24环为主,毒性当量则大部分由5环PAHs所贡献。由于氧化剂浓度过量时产生的·OH易被H2O2捕集,因此PAHs的总量及毒性当量随着氧化剂浓度的增加呈先上升后下降的规律。其中,第一步水热氧化对PAHs总量及毒性当量降解的贡献比例均超过69%,且随着氧化剂浓度的增加逐渐增大。等量氧化剂添加条件下分步水热氧化对飞灰中PAHs的总量以及毒性当量降解率均高于一步水热氧化的降解率,在氧化剂浓度为1 mol/L时达到最高,分别为94.50%和96.63%。此外,水热氧化过程中未生成对重金属稳定效果好的硅铝酸盐类矿物,因此对重金属的稳定效果相对较差。固相产物中Pb的浸出浓度下降,Zn、Cu、Cr、Cd的浸出浓度均低于危废鉴别标准,部分重金属从固相转移至液相。（2）采用水洗对飞灰进行预处理。结果表明:水洗处理后固相产物中PAHs的总量有所降低,随液固比（L/S）的增加从2185.20μg/kg降至1496.11μg/kg。由于PAHs各同系物单体的疏水性(logKOW)不同,因此洗脱规律不一致。PAHs的毒性当量经水洗后有一定程度的增加,在L/S为6 ml/g时达到31.75μg·TEQ/kg,增加了19.87%,这主要是由于56环PAHs毒性大但溶解度极低。随着L/S的增大,大量可溶性氯盐类物质逐渐扩散至水溶液中,且溶解量不断增加直至完全溶解,在L/S为6 ml/g时,水洗固相产物中Cl去除率达84.75%,继续增大L/S对Cl去除影响不大。Na和K的去除主要与易溶性成分（NaCl、KCl和K2Ca（SO4）2·H2O等）的溶解有关,Ca以及S的溶出效果相对较差。由于水洗过程中可溶性氯盐等的质量损失,水洗后固相产物中Pb、Zn、Cu、Cd、Cr的总含量均略高于原灰,排列顺序为:Zn>Pb>Cu>Cr>Cd。各重金属的浸出浓度均低于危废鉴别标准,且随L/S的变化不大。而由于水的稀释作用,这5种重金属在液相中的浓度随着L/S的增大均呈下降的趋势。（3）进一步开展了Fe3O4/H2O2水热体系下PAHs的催化氧化和重金属的无害化研究,发现磁铁矿能催化H2O2产生更多的·OH,促进PAHs进一步的氧化降解,从而提高固相产物中PAHs的总量及毒性当量降解率。随着磁铁矿添加量的增加,水热固相产物中PAHs的总量降解率呈先上升后下降的趋势,在磁铁矿添加量为15 wt.%时达到最高,这可能是由于大量高环PAHs转化为低环PAHs而未降解彻底;PAHs的毒性当量则呈线性降低的趋势,毒性当量降解率最高可达97.76%。相较于一步水热催化氧化,分步水热催化氧化固相产物中PAHs的总量及毒性当量显著降低。其中第一步水热催化氧化对PAHs总量及毒性当量降解的贡献率均高于89%。除磁铁矿本身对重金属的吸附作用外,部分重金属可取代磁铁矿中铁的位置从而被稳定在磁铁矿晶相结构中,因此在水热催化氧化工艺条件下,固相产物中Pb、Zn、Cu、Cd、Cr的浸出浓度均降低至危废鉴别标准之下。由于各重金属之间的竞争作用,固相产物中重金属的浸出毒性呈现波动性的变化趋势。相对而言,分步水热催化氧化工艺对重金属稳定效果更好。本研究通过对不同水热工艺下PAHs和重金属的无害化研究,实现了PAHs总量及毒性当量的有效降解和重金属浸出毒性浓度的显著降低,同时优化了工艺参数,为水热处理飞灰中的PAHs和重金属提供数据和技术支持。