生活垃圾焚烧飞灰具有产生量大、重金属浸出毒性高、二噁英等持久性有机污染物毒性大以及降解困难等特点,并被国家明确列为危险固体废物,亟待需要有效的处理技术进行安全处理。本文提出了一种生活垃圾焚烧飞灰安全处理的技术,采用机械力化学法活化固硫灰固化处理生活垃圾焚烧飞灰,优化了固硫灰固化生活垃圾焚烧飞灰的参数,并对固硫灰固化飞灰的效果及机理进行了探究。并通过与水泥固化生活垃圾焚烧飞灰技术对比研究,得出以下主要结论。首先,采用机械力化学法考察了球磨转速、球磨时间以及飞灰掺加比对固硫灰基固化体固化生活垃圾焚烧飞灰抗压强度的影响。研究表明,当球磨转速为600 r/min、球磨时间为5 h、生活垃圾焚烧飞灰掺加比为60%时,制备出的固硫灰基固化体(BM固化体)养护28 d和56 d抗压强度分别达到15.6 MPa和17.9MPa。同时,通过与未经机械力球磨制备出的固硫灰基固化体(NBM固化体)进行对比。研究表明,当飞灰掺加比为50%,养护28 d和56 d时,NBM固化体抗压强度分别达到14.4158 MPa和17.8169 MPa,而BM固化体的抗压强度分别达到35.4094 MPa和36.8325 MPa。当飞灰掺加比增加到60%时,NBM固化体养护28 d和56 d后出现了膨胀开裂。说明机械力化学法大幅度地提升了固硫灰的活性,并减弱了固硫灰的膨胀性能,使飞灰的掺加量以及固化体的抗压强度大大提升。其次,通过对BM固化体和NBM固化体固化飞灰效果进行对比实验。研究表明,BM固化体固化飞灰效果优于NBM固化体,并且其浸出液中重金属浓度均低于的浸出GB 5085.3-2007规定限值。说明固硫灰基固化体对飞灰中重金属具有优良的固化效果。同时,采用物相和红外分析手段,探究了固硫灰固化生活垃圾焚烧飞灰的机制。研究表明,BM固化体反应体系生成了斜方钙沸石、钙矾石和C—S—H凝胶相。斜方钙沸石和钙矾石对飞灰中的重金属离子具有吸附作用,使飞灰中的重金属离子以化学吸附的形式得到固化。再次,在机械力化学活化固硫灰固化飞灰技术优化的参数基础上,重点研究了固硫灰固化飞灰与水泥固化飞灰的抗压性能,抗浸出性能以及对其热重、孔隙度、物相、分子结构进行了对比分析表征,进一步探究了固硫灰固化飞灰的效果及固化机制。研究表明,当球磨转速为600 r/min、球磨时间为5 h、飞灰掺加比为70%,在养护56 d时,固硫灰基固化体抗压强度达到36.8966 MPa,而水泥基固化体抗压强度仅为11.5304 MPa,说明固硫灰基固化体具有较强的抗压性能。当飞灰掺加比为70%时,固硫灰基固化体浸出液中Zn、Pb、Cu、Cd、Cr离子浓度分别为0.5086 mg/L、0.0519 mg/L、0.6462 mg/L,0.1222 mg/L、0.6145 mg/L。水泥基固化体浸出液中Zn、Pb、Cu、Cd、Cr离子浓度分别为0.0358 mg/L、0.0939mg/L、0.1097 mg/L,0.0998 mg/L、0.8734 mg/L均满足GB 16889—2008规定限值。通过热重分析表明,在85℃至250℃固硫灰基固化体和水泥基固化体均出现吸热峰归属于样品中自由水、水化硅酸钙以及钙矾石的脱水蒸发;在900℃至950℃出现吸热峰归属于样品中碳酸钙的分解。当加热温度上升到600℃至750℃时,A7热稳定性明显优于B7的热稳定性。另外B7从30℃升温至1000℃过程中,B7的失重率变化幅度较大,总体不稳定。通过孔隙度分析表明,A7的密实性能优于B7的密实性能,引起A7的抗压性能高于B7的抗压性能。说明密实性能增加有利于固化体抗压强度的提升,并且有助于飞灰中重金属的固化/稳定化。通过物相和红外分析表明,在水化过程中,固硫灰基固化体与水泥基固化体水化产物基本相同,其均在水化过程中生成了C—S—H凝胶、斜方钙沸石和钙矾石等物相使飞灰中的重金属离子得到了稳定化,实现了飞灰中重金属的安全处理,达到了“以废治废”的目的。最后,通过对固硫灰固化处理生活垃圾焚烧飞灰技术与水泥固化处理生活垃圾焚烧飞灰效益进行了对比分析。分析表明,固硫灰固化处理一吨生活垃圾焚烧飞灰所花费成本245.71元,且工艺成本低于水泥固化。并且该固化技术对环境保护和废物资源综合利用具有一定的指导意义。同时,对企业具有一定的工程应用价值且产生潜在的经济效益。