采矿、冶炼等工业生产活动中产生大量的高浓度砷镉废水,导致水环境因砷镉浓度升高而引起恶化,进而对人类身体健康带来危害。吸附法因其高效性及良好的材料可再生性已被广泛应用于砷镉工业废水治理。工业废水往往成分复杂,针对特定废水,选择合适的吸附剂实现对重金属去除和回收是目前水环境科学与水处理领域面临的一大难点。本研究首先针对某砷镉废水,选取了四种常用吸附剂进行吸附效率及再生性能等方面的对比,目的在于找出针对该废水的最佳吸附剂应用于实际处理。同时研究了利用颗粒TiO₂填充滤柱对特定高砷酸性废水中高浓度砷进行连续在线吸附去除,并实现对砷等重金属的回收。通过研究得到以下结论:（1）通过四种不同吸附剂对砷镉废水吸附处理性能对比的研究发现:相同吸附剂浓度下,二氧化钛（TiO₂）和颗粒氧化铁（GFO）比活性氧化铝（AA）和零价纳米铁（nZVI）具有更高的吸附容量,TiO₂和GFO可以作为更理想的选择进行砷镉去除。四种吸附剂对As（V）和Cd的吸附动力学均符合拟二级动力学模型。在考察不同pH对吸附影响的实验中,Ti O₂和GFO表现出比AA和nZVI更宽的pH适用区间,实验结果可以很好地运用电荷分布多位络合模型（CD-MUSIC）模型进行拟合。扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）谱图表明砷镉在吸附剂上都是以双齿双核的形式进行结合。经过五次吸附-再生循环之后,四种吸附剂中只有TiO₂表现出了很好的再生性能。通过原位在线X射线衍射分析（in-situ XRD）表征发现,四种吸附剂吸附后晶型未发生变化,表现出很好的化学稳定性。通过四种吸附剂对As（V）和Cd吸附的综合对比,研究最终确定TiO₂可以作为最佳吸附剂,应用于实际废水的处理当中。（2）本研究建立了利用颗粒TiO₂填充滤柱对高砷酸性废水进行连续在线吸附去除系统。通过对该系统的相关研究,结果表明:经过三个连续串联的TiO₂滤柱吸附之后,原水中高达2.5g/L的砷可降至国家工业废水排放标准（0.5mg/L）以下。在对空床接触时间（EBCT）的考察中,研究发现当EBCT=20 min时滤柱中TiO₂可达到最大利用率。使用后的TiO₂颗粒可利用0.5mol/L H2SO4和5mol/L NaOH进行反洗再生,其中碱液对于砷的脱附起到了决定性的作用。X射线衍射（XRD）分析结果表明,经过再生后颗粒TiO₂的晶型并未发生变化,能够实现对砷的再吸附。基于同步辐射技术的微束X射线荧光（μ-XRF）分析结果显示,反洗后少量固体残渣中有多种重金属共存;砷的K边微束X射线近边吸收结构（μ-XANES）表明固体残渣中存在五价砷,说明反洗过程中三价砷部分氧化。固体残渣可以通过化学提纯的方式实现砷及多种共存重金属的回收,再生废液可与原酸性废水混合调pH至中性后重新进入滤柱进行吸附去除。本研究中提出的利用颗粒TiO₂滤柱处理酸性高砷废水的新方法可有效去除废水中的高浓度砷;吸附剂可重复利用,同时可以实现砷及其他重金属的回收。整个系统流程几乎不产生废渣,对环境友好的同时可产生经济效益。