焚烧法因其工艺简单可靠、减容量大和能源回收等显著优点逐渐成为处理城市生活垃圾的主要方法之一。然而垃圾焚烧产生的飞灰由于含有较高浓度重金属及二噁英等污染物而被公认为危险废物需要进一步处理。针对目前新兴的水热法处理垃圾焚烧飞灰过程中产生含有较高浓度铅、锌等重金属的残液需要处理并且在合成过程中会产生再吸附等问题,本文以流化床垃圾焚烧炉产生的飞灰为研究对象,通过添加碱溶预处理步骤,实现了分段水热处理垃圾焚烧飞灰工艺,以期更好的稳定其中的重金属。1.研究了四种固体废物浸出方法对城市生活垃圾焚烧飞灰重金属浸出结果的影响。结果表明:采用醋酸缓冲液作为浸提剂的HJ/T 300方法和TCLP方法,铅和锌的浸出量较高;由于垃圾焚烧飞灰自身具有高碱性,采用硫酸/硝酸混合液作为浸提剂的HJ/T 299方法因不具备缓冲能力,铅和锌的浸出量最低,反而采用中性去离子水作为浸提剂的HJ 577方法较HJ/T 299方法铅和锌的浸出量还要略高。2.开展了水热法处理垃圾焚烧飞灰的主要影响因素的实验研究,结果表明:垃圾焚烧飞灰在一定的NaOH浓度和反应温度条件下经过水热反应生成了诸如加藤石(Katoite)、雪硅钙石(Tobermorite)和方纳石(Sodalite)等类沸石矿物,同时使得合成产物的浸出毒性有效降低,但当NaOH浓度超过3 mol/L时仅有方纳石(Sodalite)生成,说明过量的碱度反而会阻碍水热反应的结晶过程,当反应温度140℃时,合成产物的浸出毒性反而会上升,说明过高的反应温度会使水热合成产物稳定重金属的效果降低。最终确定最优的反应条件为NaOH浓度1 mol/L、反应温度120℃。3.通过碱溶预处理步骤的添加,改进了水热法稳定垃圾焚烧飞灰的处理工艺。探讨了碱溶预处理过程溶出铅、锌的最优条件为反应温度为70℃、反应时间为50分钟、碱浓度为4 mol/L。并对合成产物进行浸出毒性分析,结果表明:分段水热法能更加有效的稳定垃圾焚烧飞灰中重金属,并减少合成产物及残液的二次污染风险。