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在水环境不容乐观的今天，仅从污染治理层面已不能解决水资源匮乏的现状，污水的再生利用是一种趋势。重金属污染近年来已经引起了全社会的广泛关注。由于环境中重金属的迁移行为及难以降解的特性，水环境以及土壤环境中的重金属污染相互转移，导致污染的扩散，对人类的活动产生了严重的威胁。本课题基于絮凝法对Mn(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、As(Ⅴ)废水进行深度处理研究，且利用均匀设计和响应面分析对絮凝过程进行优化。利用氧化剂和絮凝剂聚合氯化铝（PAC）强化混凝处理低浓度含Mn(Ⅱ)废水，分别考察了废水氧化剂种类、pH值、氧化剂投加量、絮凝剂投加量等单因素对Mn去除率的影响；采用均匀设计和响应面优化分析了主要影响因素对去除率的影响，建立了主要因素与Mn去除率间的二次多项式模型，优化实验结果表明：废水pH值为7.53、氧化剂次氯酸钠（NaClO）投加量为0.37ml/L、絮凝剂投加量为182.01mg/L时， Mn去除率为98.96%，残留浓度为0.052mg/L。利用絮凝剂絮凝处理低浓度含Zn(Ⅱ)废水，分别考察了絮凝剂种类及废水pH值、絮凝剂投加量、搅拌速率等单因素对Zn去除率的影响；采用均匀设计和响应面优化分析了主要影响因素对去除率的影响，建立了主要因素与Zn去除率间的两因子交互模型模型，优化实验结果表明：废水pH值为8.85、絮凝剂聚合氯化铝（PAC）投加量为65.00mg/L，去除率为88.58%，Zn残留浓度为0.571mg/L。分别利用絮凝剂聚合硫酸铁（PFS）和聚合氯化铝铁（PAFC）絮凝处理含As(Ⅴ)废水，分别考察了废水pH值、As(Ⅴ)初始浓度、絮凝剂投加量等单因素对As去除率的影响；采用均匀设计和响应面优化分析了主要影响因素对去除率的影响，建立了主要因素与As去除率间的二次多项式模型，优化实验结果表明：当PFS絮凝过程的pH范围为7.5~8.5，投加量为190~260mg/L时，去除率在96%以上，且残留均小于0.05mg/L；当PAFC絮凝过程的pH范围为7.1~7.3，投加量为170~290mg/L时，去除率在95%以上，并且当As(Ⅴ)初始浓度在1.0mg/L左右时残留量小于0.05mg/L。采用均匀设计和响应面分析优化处理含Mn(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、As(Ⅴ)复合废水絮凝过程。优化方案为氧化剂NaClO投加量0.40ml/L左右或0.15ml/L左右时，对应的废水pH值在7.5左右或9.0左右，絮凝剂聚合氯化铝铁（PAFC）投加量在240~300mg/L间，可以同时满足《城市污水再生利用地下水回灌水质标准》（GB/T19772—2005）中对Mn(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、As(Ⅴ)的排放要求。