目前,我国城市生活垃圾处置技术的主流方法是焚烧处理,并且焚化处理的比例逐年增加。尤其是垃圾焚烧处理技术中炉排炉技术使用占比的逐年增高,导致炉排炉垃圾焚烧飞灰产量逐年增多,所以如何妥善处置焚烧飞灰成为众多学者迫切想要解决的一个难题。本文梳理了国内外近年来比较常用的几种飞灰处置方法,经过比较各处置方法的优缺点后,选择高温预处理与水热法联用的方式处置焚烧飞灰,其优势是既能实现飞灰的无害化处理,又能精准回收飞灰中的重金属资源化再利用。本课题开展在高温预处理联用无碱性添加剂的水热法条件下对炉排炉飞灰的无害化实验研究（后续飞灰不作特殊说明都为炉排炉焚烧飞灰）,稳定飞灰中的重金属,得到如下研究结论:（1）由于飞灰含有Ca（OH）₂和CaCO₃两种物质,因此具有很强的碱度,并且Ca含量非常高,达到37.85%。膨润土和硅藻土中Si和Al的含量较多,Si分别占有33.22%和42.65%,Al分别占有7.75%和1.85%,相反,炉排炉飞灰中Si、Al含量非常小。其重金属Zn、Pb、Cu的含量最高,分别为4823.20、1007.47、374.15 mg/kg。Cr、Cd含量较低,约为10.91～141.73mg/kg,且其中Pb的浸出毒性严重超标。根据飞灰和两种硅铝添加剂之间化学组分互补的关系,提出了一种无需添加碱液的飞灰高温预处理联用水热法的处置方案。（2）高温预处理过程中温度是影响飞灰中重金属挥发最主要的因素,保温时间次之,而升温速率对该过程影响较小。上述实验最佳条件为温度920℃,升温速率5℃/min,保温时间60 min。此条件下,Pb、Zn和Cd挥发较为明显,挥发率分别为47.11%、23.54%和74.57%,高温预处理对Cu和Cr的分离效果不明显。对比飞灰高温预处理前后重金属浸出毒性,原本超标41倍的Pb浸出浓度大大降低,从10.376 mg/L减小为1.664 mg/L。（3）在无外加碱液条件下,反应温度、固液比、硅铝调节比和反应时间均对水热产物中重金属Pb、Zn、Cd和Cu元素的浸出毒性影响较大,而水热后液相中重金属元素浓度受硅铝调节比影响较大。无碱液条件下水热法反应的最优工况为:反应温度200℃、固液比1:10、硅铝调节比8:2、反应时间16h。在此条件下,Zn、Pb、Cu、Ni、Cr、的浸出毒性分别为:3.12 mg/L、0.48 mg/L、0.384 mg/L、0.082 mg/L、0.008 mg/L,均满足浸出毒性标准,仅Cd的浸出浓度超标,此时反应后液相中的重金属浓度也满足综合污水排放标准。加入碱液后,各重金属浸出毒性都有一定程度的降低,特别是Cd的浸出浓度大幅度减小并达标。但液相中的重金属浓度都有一定程度的升高,故加入碱液有利于降低飞灰中重金属的浸出毒性,但高碱性的环境会促使飞灰中重金属从固相向液相迁移,不利于重金属的稳定。最优工况下反应体系中n（Ca O）/n(Si O₂+Al O_1.5)和n(Al O_1.5)/n(Si O₂+Al O_1.5)比例适合生成雪硅钙石,最终经过溶解、成核、和结晶三个阶段水热产物中的水钙铝榴石、水钙沸石和雪硅钙石等沸石类矿物质很好的吸附、包裹和稳定了飞灰中的重金属。