城市生活垃圾焚烧飞灰因其重金属含量高、含有高浓度的二噁英等污染物而被定义为危险固体废物，需进行特别的处理处置。目前国内对于垃圾焚烧飞灰的处理主要采用的是卫生填埋法，此法占地多，可能会发生渗滤液或重金属渗漏等环境安全问题。因此深入研究垃圾焚烧飞灰的物化性质，并探讨如何有效处置飞灰已经迫在眉睫。本文首先利用不同粒径的筛子将飞灰过筛分成6个不同的粒径，结果表明飞灰的粒径分布近似呈正态分布，70%左右的飞灰粒径集中在38.5⁷5μ m，粒径＜38.5μ m和＞450μ m的飞灰所占的比例很小，分别为6.3%和2.9%。利用各种表征手段测定不同粒径垃圾焚烧飞灰的物化性质，结果表明飞灰的主要成分为：CaO，Cl，SiO₂，SO₃，K₂O，Na₂O，Al₂O₃，MgO，Fe₂O₃，P₂O₅，ZnO等。飞灰中Cl的含量随着粒径的减小而增大，而SiO₂含量则随着粒径的增大而增大，飞灰粒径越小，其比表面积越大。此外，还研究了不同粒径垃圾焚烧飞灰中重金属总量和不同形态重金属的分布，结果表明各粒径飞灰中挥发性金属（Zn，Pb）含量均高于难挥发性金属。除Ni、Cr外，Cu、Zn、Pb和Cd含量随粒径增大呈先减小再增大的趋势，但总体上小粒径飞灰上的重金属含量高于大粒径飞灰。Cu，Zn以及Cd的弱酸提取态和可还原态含量较高，Pb的水溶态含量较高，当粒径<125μm，水溶态Pb占总Pb含量的42%。因而在焚烧飞灰的处理处置中要特别注意这几种重金属在弱酸性环境中甚至在中性条件下的溶出问题。Ni、Cr主要是以残渣态存在，相对而言，它们对环境的潜在影响较小。在深入了解飞灰的物理化学性质的基础上，将垃圾焚烧飞灰与同样难处理的垃圾渗滤液浓缩液进行联合处理，研究了浓缩液流过飞灰柱后浓缩液与飞灰各自的变化，包括柱试验前后浓缩液基本水质参数、矿物相和重金属浓度的变化以及飞灰矿物相和官能团的变化。飞灰对浓缩液中TDS、氨氮和可溶性磷酸盐的去除率都较高，尤其是可溶性磷酸盐。反应一段时间后，磷酸根的去除率均达到100%。推测飞灰的除磷机理主要是通过化学沉淀反应而非吸附作用。飞灰经柱试验后其矿物相与官能团均发生较大变化，其XRD谱图中可溶于水的KCl和NaCl的衍射峰消失，CaCO₃的衍射峰变强。