工业废水的排放和突发性污染事件的发生都会引起水源水体的重金属污染。溶解态重金属毒性较大且有生物富集作用。与有机污染物质不同,重金属污染一般不能在天然水系统中降解。因此有必要研究其去除方法及机理。本文中首先考察常规水处理工艺对几种典型重金属的去除效果及其影响因素。结果表明,单独采用混凝沉淀工艺时对Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）具有较好的去除效果,剩余浓度小于国家饮用水水质标准要求的限值,但对Cd（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）的去除效果很差。各影响因素中,pH值影响水中各种金属离子的水解形态和水解产物的种类和数量,因此对重金属去除效果影响最大。一般来说,碱性条件下的去除率明显高于酸性。但在强碱性条件下Cr（Ⅵ）无法还原为Cr（Ⅲ）造成总铬去除率降低。此外,水中的粘土颗粒和有机物等能与重金属发生吸附、络合等反应,对重金属的去除也有重要影响。针对常规处理工艺中难以去除的Cd（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）,本文研究了采用臭氧氧化、高锰酸钾氧化、粉末活性炭吸附及高锰酸钾与粉末活性炭两者联用强化重金属的去除效能及机理。结果表明,臭氧氧化强化混凝不能明显改善对重金属Cd（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的去除;高锰酸钾氧化、粉末活性炭强化混凝措施都能明显提高Cd（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的去除率,但单独使用时,剩余浓度仍然高于国家饮用水水质标准要求的限值。高锰酸钾氧化与粉末活性炭吸附两者联用能进一步提高去除率,使金属剩余浓度达标。高锰酸钾去除重金属的作用主要依靠其还原生成的新生态水合MnO₂,这种物质能够通过专属吸附、静电吸附和共沉淀作用去除水中微量重金属。粉末活性炭通过表面的羧基等酸性官能团及含硫官能团与金属离子发生络合反应达到吸附的目的。两者联用时,粉末活性炭的还原作用能将水中过量的高锰酸钾还原为MnO₂,同时高锰酸钾的适度氧化作用对有机物分子量和表面化学性质具有一定的影响,提高了后续粉末活性炭的吸附容量,表现出一定的协同作用。在对影响因素的考察中发现,当水中共存几种重金属或大量碱土金属时会与目标金属发生竞争吸附而影响其去除。为改善和提高活性炭对重金属的吸附性能,本文对几种活性炭采用HCl、HNO₃和负载单宁酸等进行表面改性,并以Cd²⁺为代表金属离子进行吸附动力学研究。结果表明,粉末活性炭吸附效果好于颗粒活性炭。与原炭相比,浓HCl改性活性炭对Cd²⁺的吸附容量有所降低,浓HNO₃改性和负载单宁酸改性的活性炭吸附容量增加,其中浓HNO3改性效果最好。通过对活性炭的比表面积、表面官能团和零电荷点的研究发现,活性炭比表面积的改变对其吸附Cd2+容量影响很小,而羧基和酚羟基等酸性表面官能团含量的增加则能显著提高其吸附容量。浓HNO3改性大幅提高了活性炭表面的羧基含量,单宁酸的多酚羟基结构与金属离子有较强的络合作用,因此负载后间接提高了活性炭对重金属离子的吸附容量。高锰酸钾与粉末活性炭联用能有效去除水中微量重金属,且使用安全、方便,容易与现有水厂常规工艺衔接。活性炭经适当方法改性后能显著提高对金属离子的吸附容量,但要应用于水处理中还需进一步深入研究。