随着工业的发展，重金属废水的排放量越来越大。鉴于其对环境的持久污染及对人体和其他生物生长的危害，对重金属废水污染进行有效治理成为环境污染治理工作中的难点和热点，需要投入大量的时间和精力去研究和探索。由于吸附法具有吸附剂来源广泛、选择性高、易回收、节能等优点，目前成为重金属废水的一种有效处理方法被广泛应用。炉渣是一种有效、廉价、具有潜在作用的吸附净化剂。用其处理废水，可实现以废治废，污染控制与废弃物资源化并行的目的，能在实现变废为宝、充分利用资源的同时改善生态环境，应积极推广使用。 本论文综述了重金属废水污染特点、国内外处理重金属废水污染研究现状及炉渣在废水处理方面的应用，介绍了一些具体有代表性的实例，并介绍了吸附理论的基本概念。论文以废弃锅炉炉渣制备了平均粒径为0.125mm的炉渣颗粒，采用扫描电镜及X射线衍射仪对其进行了形貌观察和元素分析。考察了炉渣对水中重金属离子Cr(Ⅵ)、Cr3+、Pb2+的处理性能和溶液初始pH值、炉渣投加量、溶液初始浓度、温度等因素对炉渣处理效果的影响，研究了炉渣处理Cr(Ⅵ)的机理及吸附Cr3+、Pb2+的热力学、动力学参数，探讨了对炉渣动态吸附Pb2+的性能。结果表明： 1. 炉渣颗粒为典型的蜂窝状构造，具有非常发达的微孔结构和较高的比表面积。经扫描电镜/能量色散谱的元素分析，炉渣中含有C、O、Si、Al、K、Ca、Fe、Ti等元素，各种金属元素及硅元素主要以氧化物形式存在。 2. 炉渣对Cr(Ⅵ)具有较高的去除效率，室温下，在废水初始pH=1、炉渣投加量为8g/L、反应时间为240min的条件下，初始浓度为10mg/L的Cr(Ⅵ)废水，去除率可达99.2％。对于初始浓度低于50mg/L的Cr(Ⅵ)废水，投加适量的炉渣，均可使处理后出水中Cr(Ⅵ)浓度降低到排放标准以下。炉渣对Cr(Ⅵ)的去除主要是由于酸性条件下炉渣中溶出的Fe2+对Cr(Ⅵ)的还原作用所致，炉渣对Cr(Ⅵ)的吸附作用很小。炉渣对Cr(Ⅵ)的还原反应符合一级反应动力学规律，反应速率较慢，且反应速率常数随pH的降低而增大，在pH为0.55、1.00和2.00的条件下，反应速率常数分别6.0×10-3、3.3×10-3、4.0×10-4min-1。 3. 炉渣颗粒对Cr3+及Pb2+均有较好的去除效果。在初始pH=2，炉渣投加量为12g/L，震荡时间为180min的条件下，初始浓度为50mg/L的Cr3+和Pb2+的去除率分别可达97.3％和99.0％，残余的Cr3+和Pb2+浓度分别为1.34mg/L和0.49mg/L，可到到国家排放标准。炉渣颗粒对Cr3+及Pb2+的去除由于炉渣对Cr3+及Pb2+的吸附所致。吸附等温线可用Freundlich吸附模式和Langmuir吸附模式较好地描述。在初始pH=2.4的条件下，Cr3+及Pb2+的极限吸附量分别为25.25mg/g和42.55mg/g。Freundlich吸附常数1/n<0.5，吸附过程易于进行。炉渣对Cr3+及Pb2+的吸附速率实验数据可很好地用准二级动力学方程拟合。在pH=2的条件下，Cr3+及Pb2+的速率常数分别为0.022和0.011 。炉渣对Cr3+及Pb2+的吸附速度主要受孔扩散过程控制。 4. 炉渣吸附重金属离子机理：(1)重金属离子与炉渣之间由于范德华力、偶极间力和氢键力等的作用，被吸附到炉渣表面，进而进入炉渣孔道内部。(2)氧化物矿物质对重金属离子存在专性吸附，这种吸附作用与离子水化自由能大小有关。水化自由能越大，水合离子越难脱水，则离子越不易与表面位反应。(3)重金属离子可以与炉渣中Ca2+、K+进行离子交换，从而被炉渣束缚固定，但炉渣Ca2+、K+含量很小，这种作用可以忽略。 5. 炉渣对Pb2+的动态吸附性能良好，在废水初始pH值为2、废水流速为4mL/min的条件下，动态吸附容量为5.06mg/g，吸附柱效率为62.1％。吸附饱和的炉渣可用1.0mol/L的盐酸溶液较好地再生。再生后的炉渣动态吸附容量为4.77mg/g，可达原炉渣动态吸附容量的94.4％。 通过以上研究，我们初步确定了炉渣处理水中重金属离子Cr(Ⅵ)、Cr3+、Pb2+的性能、处理机理及处理过程中热力学、动力学参数，这为工业上使用废弃炉渣处理重金属废水，从而达到污染控制与废弃物资源化并行的目的提供了实验证据，具有一定的理论指导意义和实际应用价值。