本研究将吸附法与介电泳方法结合,建立了一种去除水中的重金属离子的绿色新方法,去除率高且不产生二次污染。本研究首先通过实验从天然地质材料中筛选出最佳吸附剂,并系统地研究了其吸附机理；其次,在自行设计的介电泳处理装置中运用吸附／介电泳方法去除重金属离子,考察了各个物理因素的改变对其去除率的影响；最后,通过扫描电镜SEM和EDS能谱分析对不同状态的吸附剂微粒进行表征,探索了吸附和介电泳机理。获得如下结论：一.研究了平均粒径为6μm的空心微球、平均粒径为10gm的空心微球和皂土对Cd2+的吸附行为,最终筛选出皂土作为吸附剂。主要结论如下：(1)吸附热力学研究表明,平均粒径为10gm的空心微球和皂土对Cd2+的吸附均介于单分子层和多分子层吸附之间,吸附均可自发进行,吸附过程为吸热过程。(2)吸附动力学研究表明,平均粒径为6μm的空心微球与平均粒径为10μm的空心微球对Cd2+的吸附过程不同,前者主要受扩散作用的影响,后者则以化学控速为主。(3)通过计算吸附率和理论最大吸附量,得出三种吸附剂吸附能力大小为皂土>平均粒径为10μm的空心微球>平均粒径为6μm的空心微球,故选择皂土进行吸附/介电泳研究。二.在介电泳处理装置中,考察了皂土吸附Cd2+、Pb2+后,各物理因素对Cd2+、Pb2+各自去除率的影响,并通过扫描电镜SEM和EDS能谱分析对不同状态的皂土微粒进行表征和成分分析。主要结论如下：(1)电压的影响。随着电压增大,Cd2+去除率呈现先增大后减小的趋势。确定最佳电压为20V；Pb2+的去除率呈先减小,后增大,继而又减小的趋势,确定最佳电压为18V。(2)流量的影响。Cd2+、Pb2+的去除率均随流量减小而增大,最佳电压下,确定两种离子的最佳流量均为0.0926ml/s。最佳电压和流量条件下,Pb2+在水中的剩余浓度为0.039mg/L,达到国家排放标准。(3)皂土投加量的影响。皂土对两种离子的吸附均随着投加量的增加而达到吸附饱和。皂土初始投加量越大,吸附/介电泳去除后Cd2+的去除率越高,最佳电压和流量下,确定Cd2+投加量为1.4g/L；但吸附/介电泳后Pb2+的去除率却逐渐减小,最佳电压和流量下,确定Pb2+最佳投加量为0.5g/L。(4)介电级数的影响。级数越高,两种离子的去除率均越高,去除率由大到小为三级>二级>一级。以Cd2+为例,在最佳电压和流量下,级数为三级时,Cd2+去除率达到99.97%,剩余浓度为0.065mg/L,达到国家排放标准。(5)去除机理的探索。通过对介电泳前后皂土微粒进行SEM表征和EDS分析,发现吸附了Cd2+皂土微粒经过介电泳捕获后,表面形态发生较大变化,由卷边片状结构变成了球状簇拥,粒径变小,且介电泳后皂土表面含镉量高于单纯吸附的皂土表面含镉量,经检测去除率提高了约70个百分点；吸附/介电泳去除Pb2+后皂土的由卷边片状结构变为细小的片状结构,且粒径变小。介电泳后皂土表面含铅量高于单纯吸附的皂土表面含铅量,经检测去除率比单纯吸附的去除率提高了约50个百分点。三.在介电泳处理装置中,考察了皂土吸附Cd2+、Pb2+混合液后,各物理量的改变对两种离子去除率的影响,结合扫描电镜SEM和EDS对不同状态皂土的表征分析,探索了皂土对混合离子和单一离子的吸附／介电泳机制。主要结论如下：(1)混合离子的吸附率随皂土投加量的增加达到吸附饱和,但同样条件下,皂土对Pb2+的吸附选择性大于Cd2+,二者存在竞争吸附。(2)在二级介电泳装置中,确定两级去除混合离子的最佳电压均为20V；(3)介电级数越高,混合离子的去除率越高。去除率由大到小为三级>二级>一级。三级介电泳装置,最佳电压下,确定流量为0.0926ml/s,该条件下去除率分别为：Cd2+：99.85%,Pb2+：99.99%。(4)对混合离子进行吸附/介电泳处理后,皂土的表面形貌发生了较大变化,粒径变小,且表现为处理单一离子的综合。(5)不论是混合离子还是单一离子,Cd2+和Pb2+介电泳后的去除率都比单纯吸附的去除率高出很多,二者的差值在混合离子共同存在的条件下更大,说明介电泳作用对混合离子的去除率提高的更明显,并且能削弱单纯吸附时的竞争抑制。