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近年来,重金属工业废水的防治和处理已受到了相关部门和环保机构的重视。排放的含高浓度重金属离子的废水进入水体后会引起一系列严重的环境问题。电凝聚技术是一种环境友好的技术,在废水处理中的应用引起了研究者广泛的关注。在本文中,我们采用交流电凝聚（ACC）技术和电芬顿脉冲交流电凝聚（EF-PACC）耦合技术分别去除电镀废水中的重金属离子和Cu2+-有机物。研究了溶液p H值、电流密度、初始浓度和反应时间等因素对重金属离子和化学需氧量（COD）去除效率的影响。借助响应面设计（RSM）对试验的工艺参数进行优化,找到最优的工艺条件,获得更高的去除效率。通过与直流电凝聚相比,采用交流电凝絮的方法,可以大大降低浓差极化,提高电流效率,从而达到降低能耗的目的。实验中使用紫外分光光度法检测溶液中重金属离子浓度。采用扫描电子显微镜（SEM）;X射线散射能谱仪（EDS）;傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）;X射线衍射仪（XRD）等表征了铁溶胶的形貌、成分、官能团和晶体结构。用紫外可见光谱（UV）,电子自旋共振（ESR）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）描述了电芬顿耦合脉冲交流电凝聚过程（EF-PACC）中有机物的降解过程。通过等温吸附模型,吸附动力学和吸附热力学研究了铁溶胶对废水中重金属离子吸附行为。主要结论如下:（1）采用双铁电极正弦交流电凝聚（SACC）技术处理废水中的Cr（VI）。研究结果表明,在p H 5.6含33.1 mg·dm-3Cr（VI）的模拟废水溶液中,施加2.7 A·m-2的电流密度的50Hz正弦交流电,通电20.5 min,Cr（VI）的去除效率可达到99.73%。正弦交流电产生的凝聚物的比表面积大,吸附性能好。Cr（VI）与铁溶胶之间存在强相互作用。电极上Cr（VI）能被还原为不溶性Cr（Ⅲ）的化合物沉积下来。Langmuir吸附模型和准二级动力学更能准确描述铁溶胶对Cr（VI）的吸附行为。（2）在去除效率,电能消耗,电极消耗,污泥量和处理成本等方面对比了使用正弦交流电凝聚（SACC）和直流电凝聚（DCC）对印刷电路板（PCB）废水中Cu2+去除的影响。结果表明:在最佳工艺条件下,即c0=41.99 mg·dm-3,p H=7.14,j=0.293 A·m-2,t=16.7min时,SACC和DCC对Cu2+的去除效率分别为99.86%和98.21%,能量消耗（EEC）分别为2.76×10-2k Wh·m-3和4.42×10-2k Wh·m-3。中试研究的结果表明该工艺在实际工业应用是可行的。正弦交流电凝聚去除Cu2+的机理主要包括三个方面:在铁电极上的电沉积,与OH-形成氢氧化铜沉淀和产生的铁溶胶对Cu2+凝聚吸附最后共沉淀。SACC和DCC对铜的吸附都遵循Langmuir吸附模型和准二级动力学,SACC产生的铁溶胶对Cu2+的最大饱和吸附量(qmax)要大于DCC的对Cu2+的最大饱和吸附量(qmax)。吸附热力学研究表明吸附过程是吸热和自发的。（3）采用电芬顿耦合脉冲交流电凝聚（EF-PACC）技术去除镀铜废水中的Cu2+-有机物。研究了各因素对Cu2+-有机物去除效率（Re）的影响,确定了最佳的操作参数。结果表明,在初始p H=2.5的最佳条件下,电流密度（j）=2 A·m-2,初始c(Cu2+)=50 mg·dm-3,c（COD）=500 mg·dm-3,c[H2O2]=10 cm~3·dm-3,频率（f）=1Hz,t=20min,Re(Cu2+)可达99.59%,Re（COD）为90.21%。与单个EF和PACC工艺相比,处理效果的顺序为EF-PACC>EF>PACC。EF-PACC技术在处理Cu2+-有机复合废水中具有良好的应用前景。EF-PACC耦合过程包括两个过程:电芬顿过程中产生的·OH降解有机化合物,电凝聚产生的Fe3+进一步形成具有吸附能力的纳米铁溶胶。这两种效应的相互作用可以有效地去除废水中的Cu2+-有机物。（4）在实验室正弦交流电凝聚处理重金属废水的工艺及机理上,通过优化并自制电凝聚主反应器,自主设计研发一套废水处理系统。在电流密度等特定实验条件下,影响Fe-SACC过程p H值变化的主要是电流效率φ和反应时间Δt。在最佳试验条件下:电流密度为1.3 A·m-2,初始p H=10,t=85 min,交流模式下的Re(Ni2+)、Re(Zn2+)和Re(Cu2+)比直流模式下稍高。与传统的直流模式相比,采用光伏供能正弦交流电凝聚（PE-SACC）实时控制策略,可使EEC降低37.1%,电极消耗降低62.2%,污泥产率降低66.6%。中试实验产生的凝聚物主要为α-Fe OOH,与实验室结果基本一致。电凝聚过程中产生的铁溶胶成功的吸附了Ni2+、Zn2+和Cu2+。中试实验处理含Ni2+、Zn2+、Cu2+废水的运行成本较直流电凝聚降低了64.86%。PE-SACC去除废水中重金属的工艺具有处理高效,效果稳定和成本更低等优点,为该技术在工业废水处理的应用提供技术保障。