几十年来,随着我国城市和乡村迅速发展,垃圾焚烧发电逐渐成为主要的垃圾处理方式,其副产物飞灰由于富含二恶英和重金属而被归类为危险废弃物。2020年,我国飞灰产量超过700万吨,如何妥善处置飞灰是当前环境治理所面临困难之一。本文以上海市某炉排炉垃圾焚烧飞灰为研究对象,利用实验室高温管式炉和烧结杯装置模拟烧结过程,探讨了高温烧结过程协同处置垃圾焚烧飞灰的可能性,系统的开展了物料的基本特性、飞灰添加对二恶英排放特性的影响、协同处置过程中二恶英指纹演化特征和可能的控制途径等研究,为冶金烧结过程协同处置飞灰提供了一些具有实际指导价值的研究结果。本文的主要内容和结论如下:（1）对课题所用的飞灰和烧结生料进行了基本的物化特性和化学组成研究,结果表明:实验所用的飞灰中主要的组成物质均为Ca,占40%以上。飞灰中主要晶体成分有:Ca（OH）2、Na Cl、Ca CO3、KCl等,水洗飞灰中Ca CO3、Ca SO4和Ca（OH）2等晶体为主要晶体组成。飞灰和水洗飞灰的形态均呈现出不规则状态,水洗后飞灰的颗粒更细。水洗后Cu和Zn的浸出有所增加,浸出液的PH值分别为11.84和11.28。混匀铁矿的平均粒度为3.56 mm,TFe的含量为60.69%,Si O2含量为4.37%,LOI为4.93%。烧结生料中二恶英的浓度为168.0 pg/g,飞灰和水洗飞灰中的二恶英浓度依次为1174.7、1156.2 pg/g,飞灰中二恶英的含量远高于烧结生料,换算至毒性当量浓度后,烧结生料、飞灰与水洗飞灰中的毒性当量浓度分别为66.9,114.5,124.2 pg I-TEQ/g。（2）采用管式炉模拟烧结过程,并研究了飞灰添加对二恶英排放浓度的影响,主要结论为:尾部烟气中的二恶英毒性当量浓度整体呈现出随着添加比例的增加而增加的趋势,当水洗飞灰的添加比例为2%时,达到最高值3.8 ng I-TEQ/Nm~3,水洗飞灰添加比例为5%时,二恶英的毒性当量浓度出现了下降的趋势。同系物中OCDD、Hx CDF、Hp CDF为三种占比最高的同系物,PCDDs中的七氯代以下的二恶英同系占比比例随着水洗飞灰的添加比例增加而增加,PCDFs随着水洗飞灰添加比例的增加而先增加后减少。飞灰水洗前后,二恶英同系物分布并无显著差别,占比排序也未因水洗发生改变,仅仅生成的浓度发生改变。（3）采用烧结杯更为真实地模拟烧结过程,进行协同处置垃圾焚烧飞灰的相关实验研究,分析了烧结产物的基本特性,结果表明水洗飞灰添加比例在2 wt.%以内时,烧结产物指标不会受到明显影响,但当比例为5 wt.%时,烧结产物的各项指标均下降明显。对8个烟气样品中136种PCDD/Fs生成数据进行了分析,发现水洗飞灰的添加加强了β位（2,3,7,8位）上氯代效果,而且飞灰添加越多,对高氯代的二恶英的信号增强越多。探究了二恶英的指纹特征随水洗飞灰的添加的演化,特别关注了氯酚前驱物热解重组和聚合生成同系物的路径,以揭示烧结协同处置垃圾焚烧过程中二恶英的具体生成路径。（4）对可能的一种新型的二恶英抑制手段——调整烧结生料配比进行尝试,确定了最佳的烧结生料配比和尾部烟气中二恶英的排放特性,并对抑制机理进行了探讨。结果表明:提高生石灰表现出更好的二恶英抑制效果,5 wt.%Ca O+3 wt.%Ca CO3的熔剂配比下,对二恶英的排放控制效果最好,排放浓度降低92.7%,其对高氯代的二恶英及其同系物的排放控制效果也优于低氯代的同系物。