量大面广的污水污泥因富含重金属和有机污染物而对环境造成严重威胁,同时因其富含磷元素,可作为重要的二次磷资源。焚烧等常规热处理污泥磷回收方法存在磷可生物利用性差、重金属残留多等瓶颈问题。针对这些问题,本文创新性提出污泥“低温焚烧-高温煅烧”两步热处理磷资源高效清洁回收新方法,并针对污泥两步热处理磷资源清洁高效回收过程磷与重金属共沉积行为及其强化机制、重金属氯化挥发解耦机理及脱除动力学、非碳基高温吸附剂的研发和改性等内容开展研究。本文研究可获得污泥热处理过程重金属迁移转化与吸附脱除方面的新知识,为污泥无害化与资源化提供理论支持。首先,采用热力学模拟与焚烧实验相结合的方法揭示了污泥低温焚烧（650～950℃）过程重金属和磷的迁移转化规律与共沉积机理,并分析Ca O添加剂对其影响。研究结果发现:低温焚烧可以实现重金属与磷在焚烧灰渣中的共沉积和磷到磷灰石磷（AP）定向转化,添加Ca O有利于提高灰渣中磷和重金属的共沉积和AP定向转化,添加量2%时磷富集率最高,可达91.34%。其次,针对污泥焚烧富磷灰渣重金属含量高的问题,开发重金属氯化挥发工艺方法。本文通过热力学研究发现氯添加剂可显著降低焚烧灰渣煅烧过程重金属Cu、Pb和Zn的半挥发温度,煅烧实验研究也表明Na Cl、Mg Cl2和PVC的添加显著提高了重金属的挥发率,含量最高的Cu和Zn挥发率可高达90%以上,同时,煅烧灰渣中重金属主要以稳定的残渣态存在,比例可达93%以上。然后,本文综合考虑污泥中多种重金属的含量、数量、毒性、不同赋存形态的稳定性等基础指标,建立了多种重金属综合控制效率评价模型,对污泥两步热处理磷资源回收新方法的多种重金属的污染控制效率进行评价。评价结果表明:焚烧过程重金属的综合控制效率最高可达78%,煅烧过程重金属的综合控制效率最高为67%,同时,研究发现重金属综合控制效率提升的关键是煅烧烟气中重金属的污染控制。最后,本文将新型多孔材料-活性氮化硼（BN）引入高温烟气重金属吸附领域,并通过磷、硫热扩散掺杂制备磷掺杂氮化硼（P-BN）和硫掺杂氮化硼（S-BN）。研究结果表明,磷掺杂摩尔比为0.5、活化温度为1150℃和活化时间为4h时制得的P-BN比表面积最大,可达837.08m~2/g;重金属吸附实验结果证实,BN、S-BN和P-BN对重金属的高温（200℃以上）吸附能力是活性炭的3～16倍,且BN和P-BN均对污泥中含量最大的重金属Zn表现出很好地吸附选择性,吸附选择性指数最高可达6.9。