随着污水处理量的急剧增大和相关处理技术的深化发展,城市污泥的排放量大幅增加,热解作为一种新兴的污泥处理处置技术,在广泛应用的同时也带来了很多副产物——大量的热解污泥灰,如何充分利用污泥灰中的有用成分,达到环保效益和经济效益双收,是今后污泥处置的最终途径。微晶玻璃由于附加值高、配料组成宽、有害物质固化效果好等优点一直是固体废物材料化利用领域关注的热点。微波新能源以其独特的加热原理和特点受到广泛关注,微波热解的污泥灰在含有制备微晶玻璃所需主要成分的基础上,还呈现类似玻璃体微观结构,使成功制备微晶玻璃成为可能;微波热源较传统热源需要较低的能耗,因此将微波引入制备过程具有应用和研究双重意义。本文首次使用微波热解污泥灰为主要原料,进行了高掺量污泥灰微晶玻璃制备技术的试验研究,实验采用DSC数据确定热处理制度。首次将微波新能源引入微晶玻璃制备过程的基础玻璃烧结中,以降低传统加热方法的能耗。使用XRD、SEM、FTIR研究微波法基础玻璃析晶种类、形态和晶体组成分析不同热处理条件对样品析晶特性的影响。通过对微晶玻璃的理化特性的测试,比较传统方法和微波法微晶玻璃的机械性能。采用TCLP法进行了污泥灰和微晶玻璃中典型重金属的浸出试验,表征微晶玻璃对重金属的固定化效果。结果表明,传统热源1450℃下熔融2h,以5℃/min升到700℃,保温90min,再以3℃/min的升温速率升到900℃,保温120min,成功制得了以钙长石为主晶相结构均匀致密的微晶玻璃,说明微波热解污泥灰制备微晶玻璃的可行性。污泥灰样品外面填埋2+2mm厚的双层不同性能的活性炭(从外到内埋粉的掺杂比例为活性炭:Al2O3=5:5;活性炭:Al2O3=9:1)在2000W微波辐照下10min制得致密有镜面光泽的基础玻璃,该方法与传统热源烧结相比,节约约50%的能耗。将该基础玻璃分别在不同热处理制度下结晶,900℃的晶化温度只析出了少量的硅灰石晶相,随着晶化温度的提高到950和1000℃,玻璃内开始大量的析出以柱状互锁结构的硅灰石(β-CaSiO3)形貌和厚板状的钙长石(CaAl2Si2O8)为主晶相的晶体,并且随着晶化温度的升高,硅灰石逐渐向钙长石转化。较高的核化温度下微晶玻璃的析晶效果要好一些,但不明显。传统方法和微波法微晶玻璃的比较发现,微波法制得的微晶玻璃,具有更加均匀致密的晶体,理化性能更好。TCLP浸出实验表明微晶玻璃中重金属的浸出量明显低于污泥灰中重金属浸出量,说明微晶玻璃的制备过程对重金属起到了很好的固化效果。