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生活垃圾焚烧发电技术已经成为中国生活垃圾处理的主流技术,生活垃圾焚烧（Municipal Solid Waste Incineration,MSWI）飞灰（FA）呈现爆发式增长。而我国电解锰渣（Electrolytic Manganese Residue,EMR）以1000万吨/年增长。MSWI飞灰被列为《国家危险废物名录》中HW18危险废物,EMR含大量的重金属和氨氮等污染物。因此,MSWI飞灰和EMR成为亟待解决的问题。飞灰和EMR同属于CaO-Fe2O3-Al2O3-SiO2无机体系,在无废城市建设的背景下,采用“多源协同、以废治废”的策略对MSWI飞灰和EMR进行协同处置。通过SEM-EDS、XRF、XRD、FT-IR、TG-DTG-DSC、微波消解、AAS等分析手段对MSWI飞灰和EMR的形貌、化学组成、物相构成、热动力学特性及重金属赋存特点进行全面分析,尝试了不同协同处置方案。依据电解锰渣和硫铝酸盐型水泥具有相似的组成及性质,对飞灰重金属在传统复合稳定剂的基础上进行电解锰渣胶凝化,探讨电解锰渣与飞灰重金属协同稳定化的影响;采用地质聚合物技术对飞灰和电解锰渣重金属进行协同固化/稳定化,并进行飞灰-锰渣基地聚物强化研究;采用飞灰和电解锰渣,并辅以粉煤灰进行焙烧轻质陶粒,探讨陶粒重金属迁移转化及成陶机理;对三种协同处置方案进行环境效益和经济分析。主要研究结论如下:（1）MSWI飞灰和电解锰渣含有重金属Pb、Zn、Cd、Cu、Cr和Mn。H2NCSNH2和NaH2PO4能够协同稳定飞灰重金属,在硫脲存在下可以促进更多磷酸根离子参与重金属稳定化反应。原始EMR游离的锰离子与原始飞灰重金属同稳定剂间有竞争作用,EMR煅烧预处理能解决竞争性问题。通过实验,得出煅烧（800℃）后的20%锰渣、复合稳定剂（6%磷酸二氢钠和6%硫脲）和80%飞灰于水灰比0.5mL/g的优化固化参数;固化体重金属的浸出浓度满足GB16889-2008填埋标准。（2）飞灰-锰渣基地聚物的碱性环境能有效抑制可溶性重金属浸出,地聚物中出现富含Fe多硅锂云母有很强的吸附特性,有助于地聚物重金属的固化/稳定化,且高比例SiO2/Al2O3有利于重金属的固化及抗压强度的提升。经过28d常温养护,含有75%飞灰和25%锰渣的FE-7.5S-2地聚物Zn、Cr、Pb和Cu的浸出率比FC-2水泥固化体分别降低38.0%、83.3%、25.9%和58.7%,地聚物重金属的总浸出率小于2%,抗压强度达到1.47MPa。（3）复合碱（KOH和Na OH）激发的FE-SP地聚物表现出良好的重金属固化效果,其Zn、Cr、Pb、Cu、Cd和Mn的浸出率比FE-7.5S-2地聚物分别下降59.9%、20.0%、65.0%、100%、100%和99.9%。单独添加氢氧化钙的地聚物具有最强的抗压强度,表明钙离子在地质聚合反应中扮演重要的角色。锰渣煅烧预处理和复合碱的应用能够进一步改善飞灰-锰渣基地质聚合物重金属的固化性能,提高重金属Zn、Pb、Cu、Cr、Mn和Cd残渣态的比例。飞灰-锰渣基地聚物重金属固化/稳定化首要机制为地聚物的酸碱缓冲体系,随之为地聚物凝胶的物理包裹作用（低抗压强度）。地聚物最佳配方为7.5M复合碱（KOH:Na OH为1:1）激活75%飞灰和25%的电解锰渣,水灰比为0.5 m L/g。（4）保持飞灰掺量最大化情况下陶粒烧制的优化条件:电解锰渣、脱氯飞灰、原始飞灰和粉煤灰在胚料中占比分别为34.5%、20.7%、20.7%和24.1%,在梯度升温至1160℃保温12min。陶粒颗粒强度为958N,堆积密度为792m3/kg,1h吸水率为8.12%,孔隙率为45.3%,孔径主要分布在1-20μm,属于800级人造轻集料。陶粒重金属Pb、Zn、Mn、Cu和Cr残渣态的比例分别为42.7、53.7、79.4、82.7和96.7%。陶粒Cu、Zn、和Cr主要与透辉石（Ca（Mg,Al）（Si,Al）2O6）和硅灰石（1A,CaSiO3）中钙发生离子交换和平衡电荷,Pb的迁移转化主要受氯化物影响,Mn迁移转化主要受硫酸盐影响,陶粒Cd的迁移挥发受氯化物和硫酸盐的共同作用。（5）飞灰-锰渣陶粒焙烧机理划分为六个阶段:胚料成形阶段,胚料预热阶段（25-384℃）,胚料预活化阶段（384-710℃）,胚料活化阶段（710-1012℃）,胚料成陶阶段（1012-1160℃,并于1160℃保温12min）,生成透辉石、钙长石和硅灰石以及大量无定形矿物,陶粒冷却阶段,陶粒内部多孔且外表面液化,然后温度逐渐降低保持该结构直至室温,陶粒Si的桥氧类型主要为Q1、Q2和Q3。飞灰-锰渣陶粒Hakanson生态指数RI为23.87,比原始飞灰和电解锰渣分别降低99.8%和94.3%。飞灰-锰渣陶粒重金属的人体健康风险属于可接受范围内,处于低值潜在生态风险。相比于飞灰-锰渣重金属协同固化/稳定化填埋方法,具有更高的经济效益。