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随着国内城镇化日益推进,污水污泥产量逐年剧增,给我国工业处理污水污泥工作带来巨大压力,污泥作为污水处理过程的副产品在含有高热值的同时,也存在大量潜在有毒物质。传统的填埋为主堆肥为辅的污泥处理方式,既浪费污泥本身的热值,也会对环境带来极大危害。在此背景下,污泥焚烧法以及污泥与煤混烧的研究日益受到重视。本文通过沉降炉系统进行污泥燃烧以及污泥与低阶煤的掺烧实验,同时利用微波消解仪、ICP-AES,XRF,XPS和XRD等测试方法,探索生活污泥燃烧过程重金属(Zn、Mn、Cr)的迁移转化规律,以及污泥与低阶煤掺烧对重金属迁移转化的影响,同时为了实现燃烧灰的精细化利用,也研究了对燃烧灰中Zn、Mn、Cr协同提取的多种方法。研究表明:(1)污泥单独燃烧时,燃烧灰中Zn的富集率随温度的升高而降低,温度升高促进Zn的挥发,富氧燃烧时Zn在灰中的富集率比空气气氛下明显更高,富氧燃烧抑制ZnCl2的生成;燃烧灰中Mn的富集率随温度升高而升高,温度升高促进硅铝酸盐对MnO捕获;燃烧灰中Cr富集率随温度升高而升高,温度升高促进Fe203与CaO对Cr蒸汽的捕集。富氧燃烧时高浓度C02导致的局部还原性气氛促进Mn与Cr富集于灰中。(2)污泥灰中Zn的富集率随着水蒸气含量的增加而升高,温度越高,水蒸气含量促进Zn在灰中富集率提高的作用越剧烈;污泥灰中Mn的富集率随水蒸气含量增加而升高,温度升高,水蒸气对Mn在灰中富集的促进作用却被减弱;污泥灰中Cr的富集率随水蒸气含量增加而升高,水蒸气的添加促进Cr在污泥燃烧过程中灰中的富集,温度升高增强水蒸气的促进作用。(3)污泥掺烧低阶煤对Zn、Mn、Cr在灰中的富集有积极作用,且灰中Zn、Mn、Cr的富集率均随着低阶煤掺混比例增加而增大,其中Zn、Mn的富集率受西黑山煤掺混比例变化影响较大,Cr的富集率受小龙潭煤掺混比例影响较大,天池煤掺混比例增加对Zn、Mn、Cr富集均有明显促进作用。故污泥与低阶煤掺烧的工业应用在重金属(Zn、Mn、Cr)的控制方面具有重要意义。(4)在研究温度800℃、900℃、1000℃下,污泥掺烧不同低阶煤时灰中Zn、Mn、Cr的富集率均随燃烧温度升高而增加,温度升高对污泥掺烧低阶煤时Zn、Mn、Cr的脱除与固化具有促进作用。另外,污泥与煤混烧时Zn、Mn、Cr的富集率均随水蒸气含量增加而降低,水蒸气的存在不利于污泥与煤混烧时重金属Zn、Mn、Cr在灰中的富集。(5)研究水浴酸浸法、微波提取法以及水热提取法对污泥灰以及污泥与煤混烧灰中Zn、Mn、Cr的协同提取,对比发现,水热法能耗最高,Zn、Mn、Cr三种重金属的提取率却最低;水浴酸浸法能耗明显低于前者,且其对三种重金属的提取效率均较高,尤其是Cr;微波提取法能耗最低,且Zn、Mn的提取率高于水浴酸浸法,尽管Cr的提取率较低仅40.28%,但综合考虑能耗及提取率,微波提取法为燃烧灰中Zn、Mn、Cr提取效果最理想的提取方法。