近几十年来,我国随着经济水平的不断提高和城镇化水平的不断发展,城市污泥排放量也在不断上升。经过机械脱水处理排出的污泥,其含水率仍高达80%左右,无法直接进行处置或利用,因此亟需研制一种干化处理效能高、成本低且重金属的稳定效果好的干化剂并对其干化稳定机理进行深入研究。本文选取了河南省郑州市某污水处理厂机械脱水后的城市生活污泥作为研究对象,通过一系列试验对脱水污泥的基本理化性质进行测试,并利用SEM（Scanning Electron Microscope）、XRD（X-Ray Diffraction）、XRF（X-Ray Fluorescence）及TG-DTG（Thermal Gravity Analysis-Differential Thermal Gravity）等手段对其微观结构进行分析。为了实现以废治废,本研究采用一系列工业废渣（矿渣和粉煤灰）和胶凝材料（水泥和生石灰）作为原料对污泥干化效果进行初选实验,采用有上下限条件约束的混料试验设计法,最终选用矿渣、生石灰和粉煤灰等为原料研制污泥干化剂,同时探讨不同因素条件下对污泥干化效果的影响,采用XRD、SEM、TG-DTG等测试手段探讨污泥干化机理,并对干化前后污泥的重金属浸出毒性和重金属形态分布进行对比分析研究。通过上述的研究,主要得出以下结论:（1）单一材料干化污泥含水率随着干化材料掺量的增加和养护时间的加长逐渐降低。这四种干化材料对污泥的干化效果优劣顺序为:生石灰>矿渣>粉煤灰>水泥。生石灰、粉煤灰和水泥对污泥含水率的干化过程主要发生在前期养护范围内,在此范围内,三种材料干化后污泥的含水率下降幅度明显大于原污泥。通过分析单一材料干化后污泥的耐水性试验发现,物理蒸发方式无法改变污泥的结构和形态,污泥的亲水性的改变需要借助水化反应等化学方式实现。通过对比分析这四种干化材料对污泥的干化效果及对污泥亲水性的改变,确定采用矿渣、生石灰和粉煤灰混合配制污泥干化剂。（2）使用DPS（Data Processing System）中的有上下限条件约束的混料试验设计子模块设计出的试验方案,综合考虑干化效果和经济性等因素时,污泥干化剂的最佳配比为矿渣:生石灰:粉煤灰=0.5567:0.386:0.0573。以最佳配比配制的污泥干化剂对污泥进行干化试验,同时与单一材料中干化效果较好的生石灰对比分析。当养护时间相同时,干化剂对污泥的干化效果相对生石灰有了较大程度的提高,当材料掺量在15%～30%范围内时,干化剂的干化效率与生石灰的干化效果相比较高。当材料掺量一定时,生石灰对污泥的干化效果主要集中在1d内,后期干化速率与原污泥自然蒸发速率几乎相同,而干化剂对污泥的干化速率不仅前期较高,随着养护时间的增加也有一定的增加,之后才趋于平缓。通过对干化剂干化污泥的耐水性试验结果可看出,随着养护时间的增加,干化剂干化污泥的耐水性也逐步提高。污泥干化剂会与污泥中的水分发生水化反应,从而改变污泥的颗粒结构,降低污泥的亲水性,增加污泥干化后的强度。（3）干化剂净浆及干化剂干化污泥的微观试验结果表明:干化剂中的生石灰遇水生成Ca（OH）2,矿渣玻璃体中的Si O2和Al2O3会在碱性条件下与Ca（OH）2和水分子发生反应,主要反应产物为钙矾石和水化硅酸钙晶体。干化剂会与污泥中结合能力较弱的水分发生水化反应,水化产物有钙矾石晶体和水化硅酸钙,这些产物的生成会填补污泥内部的孔隙,污泥会被牢固的联结成一个整体,从而改善污泥的亲水特性,也可以增加原污泥的硬度,有助于污泥进行下一步的资源利用。（4）干化污泥中重金属（Zn、Cu、Cr、Cd、As和Pb）的浸出浓度与原污泥相比均有明显降低,干化剂对原污泥中重金属具有较好的固化效果,而且当养护时间一定时,干化污泥中各重金属的浸出浓度随干化剂掺量的增加而逐渐降低,固化效果更加明显。干化剂对Zn的固化效果最好,对As的固化效果最差。这六种重金属在干化剂掺量在5%～15%时,浸出浓度降低的速率较快,之后降低的速率变缓。（5）干化污泥中各重金属的形态试验结果表明:经干化剂干化后的污泥中Zn和Pb主要以残渣态形式存在,潜在迁移性较低,干化剂对原污泥中这两种重金属的固化效果比较明显,Cu和Cr主要以残渣态和具有潜在迁移性的形态为主。干化污泥中的Cu与原污泥相比可提取态有明显降低。Cd和As主要以可提取态存在,潜在迁移性较强,相对其他重金属容易转化到环境中,应对其潜在风险加以重视。