随着工业的发展，重金属污染和难降解有机污染成为环境领域的热点和难点问题。络合重金属既存在重金属污染又存在有机污染和电解质污染，因而给环境治理及污水回用与资源化带来了极大挑战。目前，络合重金属废水处理方法主要包括化学沉淀法、膜分离法、离子交换法、吸附法和催化氧化法等。这些方法各有优缺点，其中化学沉淀法成本低，操作简单但对络合重金属处理效果不佳；反渗透和纳滤能够有效去除电解质，但对进水要求较高；催化氧化法对难降解有机物处理效果好但不能降解重金属。寻求更加经济实用的络合重金属废水深度处理和回用的方法，减少重金属在环境中的积累和工业水耗，以满足人们的健康需求和日益严格的环保要求迫在眉睫。 根据目前络合重金废水深度处理技术的发展现状，任何单一技术都难以使其处理到回用的深度，本论文提出了处理络合铜废水的置换沉淀法及其技术机理。以此为基础，本论文研究了不同单元技术的优化组合对络合重金属的去除效率和机理，它们包括置换沉淀—膜分离，膜分离—置换沉淀，膜分离—多相Fenton—like催化氧化-沉淀三种方法。具体研究工作和成果如下： (1)研究了处理CuEDTA废水的亚铁置换沉淀法，提出了铜被亚铁置换沉淀去除技术的机理， 4Fe2++ O2+2H2O=4Fe3++4OH—(1) Fe3++ CuEDTA()[Fe(Ⅲ)EDTA]—+Cu2+(2) Fe(Ⅲ)EDTA+3OH—()Fe(OH)3↓+EDTA3-(3) EDTA+Fe2+()[Fe(Ⅱ)EDTA]2+(4) Cu2++2OH—()Cu(OH)2↓(蓝色)(5) Fe2++2OH—()Fe(OH)2↓(6) 探讨了亚铁置换沉淀和膜分离组合工艺深度处理络合重金属废水的效果。研究结果表明当用于处理含CuEDTA废水时，置换阶段溶液的pH值应在4以下而沉淀阶段溶液pH值应在8-12之间，Fe2+/Cu2+摩尔比应在12以上。当在敞口反应器中进行时，Fe2+易被空气中的O2氧化而失效。亚铁置换沉淀后的上清液对膜的污染非常严重。当对含铜2mg/L的CuEDTA废水在0.05MPa压力下用超滤作预处理，可将铜去除5％左右，然后用反渗透在1.20MPa压力下浓缩，铜去除率可以达到99.40％，浓缩液中的铜用亚铁置换沉淀法可降至0.32mg/L。 (2)研究了处理CuEDTA废水的钙置换沉淀法，提出了铜被置换沉淀去除的技术机理和理论模型：探讨了钙置换沉淀—膜分离深度处理络合重金属废水的新工艺，发现钙离子在pH>10.0时能够将铜离子从CuEDTA溶液中置换沉淀去除。当溶液pH为12，钙离子投量为铜含量的4倍时，滤液中的铜离子浓度可以从25mg/L降到0.21mg/L，去除率为99.16％。同等条件下，pH为13时，铜离子浓度可以降到0.079mg/L，去除率为99.68％。此实验结果和理论模型的计算值基本吻合。采用钙离子置换沉淀—超滤技术处理含CuEDTA废水时，pH值应控制在12-13之间，Ca2+/Cu2+摩尔比应为2以上。空气中的CO2和溶液中的共存离子，如SO42-对置换沉淀有负面影响，然而可以通过向溶液中投加PAM或增加钙离子投量的方法得以消除。超滤的最佳跨膜压力为0.35MPa。对其他络合铜废水，如酒石酸铜、柠檬酸铜等，钙置换沉淀法和亚铁置换沉淀法同样具有良好的除铜效果。与亚铁置换沉淀相比较，钙置换沉淀具有沉渣少，成本低，可操作性强的特点。用钙离子置换沉淀—超滤技术处理CuEDTA废水时除铜效果显著但超滤膜污染严重。 (3)研究了反渗透—置换沉淀组合新工艺，并将其应用于CuEDTA废水的处理中。研究结果表明，反渗透不仅能够有效地去除可溶性无机盐，降低溶液的电导率，也能有效拦截CuEDTA络合离子。在操作压力为1.20MPa，体积浓缩比为9.92的条件下，可将CuEDTA废水中的铜浓度由2mg/L降低至0.012mg/L，电导率降至4μs/cm。浓缩液中的铜可用钙置换沉淀法降至0.031mg/L。对其他络合铜废水反渗透浓缩液，如酒石酸铜、柠檬酸铜等废水，钙置换沉淀法和亚铁置换沉淀法同样具有良好的除铜效果。但置换沉淀后EDTA仍残留在废水中，不能有效去除，因此该方法只适合低浓度络合重金属废水的深度处理与回用。 (4)为了同时去除络合重金属废水的反渗透浓缩液中的有机配体和铜离子，研究了多相Fenton—like催化氧化—沉淀工艺。将该工艺应用于CuEDTA废水处理时，发现CuEDTA废水具有Fenton—like自催化作用。在无铁催化剂存在的情况下，仅加入H2O2，在30min内就能使CuEDTA废水的COD去除率达到55.6％。当使用我们自行研制的HS负载型铁系催化剂时，COD去除效率达到68.5％，几乎能将络合铜离子全部转化为自由铜离子，从而通过简单的氢氧化物沉淀法去除。