随着近年来经济的发展和城市化的升级,中国城市固体废物的数量也在迅速增加。垃圾焚烧因为有减容、减量、能量回收等一系列优点,被越来越多中国城市作为垃圾处理的主要方法,在垃圾处理中发挥着越来越重要的作用。城市固体废物焚烧(MSWI,Municipal solid waste incineration)飞灰是垃圾焚烧的副产物,它含有高浓度可溶性盐及不被需要的金属,是一种有毒物质。另外飞灰中还包含许多持久性的有机污染物。水洗是一种经济而有效的飞灰脱氯方法,经过水洗后的飞灰其残存的游离氯可低至0.5%以下。水洗废水中具有很高含量的富氯钙盐,直接排放不仅会造成污染,也会造成大量富氯钙盐资源的浪费。因此可考虑通过适当的处理方法脱除飞灰中的氯盐并对其中的钙进行利用,然后再对其废水进行处理以降低对环境的负面影响。本研究利用超重力旋转填充床和树脂晶片电去离子技术(RW-EDI,Resin-wafer electrodeionization)结合,期待实现固体废物焚烧飞灰中钙的利用以及大气中CO2的减量,为碱性废弃物的综合利用提供条件,同时通过将树脂晶片电去离子技术用于去除碳酸化过程中的产生的综合废水,减少其对水环境的污染,为城市固体废物垃圾焚烧飞灰的无害化和资源化提供技术基础。本研究包括:探究垃圾焚烧飞灰的物化特性及浸出过程中的离子变化;研究不同操作条件对碳酸化反应的影响;寻找使用RW-EDI对实验过程中产生的废水进行离子去除的最佳条件。本研究主要得出以下结论:(1)飞灰浸出过程中的pH在反应前期很快达到10以上然后维持稳定,且液固比对浸出时pH的变化影响较小。在浸出反应开始10 min左右,液相中各种主要离子浓度即可达到最大值,其中Cl-浸出速度最快。在不同液固比条件下,飞灰浸出过程中各离子变化趋势基本一致,液固比越小浸出浓度越高。(2)飞灰间接碳酸化反应获得的CaC03产品纯度可高达93.3%,可考虑作为处理飞灰污染的有效方法;直接碳酸化的转换率受旋转填料床转速、液固比等条件影响较大,从设备稳定运行和尽量减少能耗等多方面进行考虑,建议旋转填充床以600～900 r/min的旋转速度运行;最佳碳酸化液固比为20 mL/g。(3)用RW-EDI对指定废水进行处理时,通过改变操作条件可达到不同的处理效果。增加电压可增加离子的去除效率,且电压较低时增大效果更为显著,较高电压条件时去除效率的变化趋势比较接近;进料流速的适当改变主要有助于离子交换膜边界层上的质量传递,是影响去离子过程的重要因素。但相对于电压条件的改变,流速对于离子去除率的影响比较有限。系统对Ca2+/Na+的选择性随时间降低,随阳离子树脂比例增加而增加;不同的操作条件也会造成电流效率、能耗及生产率的改变。用RW-EDI进行离子去除时各离子变化趋势较为一致,但对于某些离子而言去除效率偏低;虽然溶液中各离子起始浓度差异较大,但去除效率都比较可观。