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重金属污染是目前污水处理中普遍存在的污染问题。污水中的重金属不仅会在很大程度上影响污水的处理效果,且在污水处理过程中大部分重金属转移到剩余污泥中,影响环境安全,同时对污泥的资源化利用产生严重障碍。因此,如何有效处理污水中的重金属问题并减少污泥中的重金属含量是目前水处理关注的重点内容之一。本研究选取广泛存在的两种典型重金属铬(Cr)和铜(Cu)为代表研究对象,研究磁性吸附技术对污水中重金属的预去除及电动技术对污泥中重金属的处理,实现污水及污泥中重金属减量的目的。利用纳米磁性四氧化三铁(Fe3O4)为吸附剂对污水进行预处理,以减少污水中重金属的含量并降低进入污泥中的重金属量。研究中探究了不同因素,包括pH值、吸附剂投加量、重金属初始浓度、水中常见阴、阳离子等对污水中铬和铜的同步吸附效率的影响,并通过Fe3O4的Zeta电位与FTIR红外谱图分析、以及Cr和Cu在不同pH值等条件下的形态分析等研究了 Fe3O4对Cr和Cu的同步吸附作用机制,同时进行了吸附等温线、吸附热力学与动力学等的研究。结果显示:纳米Fe3O4对共存的Cr和Cu具有较好的吸附性能,吸附去除效果随着pH值等条件的变化而变化,其中pH值对Fe3O4的吸附性能起决定性影响,pH值的变化直接影响Fe3O4的Zeta电位与Cr和Cu的存在形态,Cr和Cu的吸附去除效率随pH值的变化趋势不同,低pH值条件有利于Cr的吸附去除,而高pH值有利于Cu的吸附去除,其中对Cr和Cu吸附的最佳pH值分别为2和7,二者综合去除的有利pH值为4;吸附剂投加量的增加可以提高对Cr和Cu的吸附效果;溶液中Cr和Cu初始浓度的增大,对Cr和Cu的去除率逐渐降低,吸附量逐渐上升,实验条件下(Cr和Cu的初始浓度均为1mg/L)对Cr和Cu的吸附量分别达8.67mg/g和18.61mg/g;温度的变化与磁场的施加对吸附Cr和Cu的结果影响不大;除磷酸盐的存在会对铬的吸附产生干扰外,水溶液中其它常见阴、阳离子对Cr和Cu的吸附基本不产生影响;Fe3O4对Cr和Cu的吸附过程更符合Langmuir吸附方程,且吸附反应符合拟二级反应动力学。Fe3O4在磁场条件下易于分离与回收,在处理污水中重金属方面展现出良好的性能,对Cr的Cu的去除率分别可达89%和96%左右。构建电动力处理污泥中铬和铜的反应操作系统。改变实验条件,探究电动过程中的影响因素,研究电动力系统对污泥中重金属的脱除性能。结果表明:采用三槽型电解装置并安装阴阳离子膜可有效地解决酸碱迁移带及污泥酸化问题,实现污泥中重金属的有效脱除。其中,pH值是影响电动力脱除重金属的关键性因素,Cr和Cu的去除率随pH值的变化呈相反趋势,Cr的脱除率随pH值的增加而增加,Cu的脱除率随pH值的增加而降低,二者共存体系下的最佳pH值为5～7,这与污泥絮体表面电荷及Cr和Cu的存在形态随pH变化有关;电压越高Cr和Cu的脱除效果越好,综合考虑本实验确定适用电压为30V。在有利条件下,研究电动力系统对污泥中Cr和Cu的脱除率分别可达42%和45%左右。