重金属废水是对环境和对人类毒害最大的工业废水之一,具有致癌性、致畸形、致突变性。因此,水体系中金属离子的去除和回收利用以及有机物的降解迫在眉睫。功能有机络合剂如三聚硫氰酸三钠盐（TMT）、二甲基二硫代氨基甲酸钠（DTC）对水体系中金属离子有很强的结合作用,同时得到高附加值的功能有机金属产品,具有重要工业应用价值。本文采用TMT应用于煤矸石铝提取液中铁提取（无机盐-水体系）;DTC应用于含酚有机废水中提取锌,同时采用电催化降解含酚有机废水（无机盐-有机物-水体系）。具体研究内容如下:（1）采集山西省襄垣县典型的十种煤矸石,将煤矸石在750℃下焙烧2 h,破碎、制粉,留取120目以下的物料进行硫酸酸浸实验,优化结果:固液比1:15、硫酸3 mol/L、浸取2 h、反应温度105℃,铝、铁浸出率最高。根据实际确定的铝、铁浸出率,用纯物质硫酸铝、硫酸铁配制含铁硫酸铝酸浸液,通过考察TMT的用量,反应温度、时间等因素对除铁的影响规律,结果表明调节含铁硫酸铝液pH约为2.2,TMT占含铁硫酸铝液比例为4.76%,反应温度30℃,时间10 min,除铁率为99.88%,铝损失率为65.04%。借助傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线粉末衍射仪（XRD）、热重分析（TG-DTA）等对铁铝有机沉淀物进行表征及分析,得知沉淀物晶型良好。除铁过程更符合准二级动力学模型。该方法操作简单,成本低,为分离煤矸石铁精制硫酸铝的工业化应用提供了一定的基础。（2）为实现苯酚废水中锌离子的资源化高效利用,以药厂实际苯酚废水为原料,福美钠（DTC）作络合剂回收锌离子并合成锌DTC沉淀物。借助傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁（¹H-NMR）、热重分析（TG-DTA）等对锌DTC进行表征及分析,并对其熔点进行测试;考察了DTC用量,反应温度、时间等因素对回收锌的影响。结果表明:在30℃,不调pH条件下,苯酚废水中Zn²⁺与DTC摩尔比为1:2.26,反应20 min时,锌离子的回收率达到98.81%,且得到纯度良好的福美锌沉淀物。综合成本等考虑,中试试验300 L的废水中,调整Zn²⁺与DTC摩尔比为1:2.17,福美锌得率为91.52%⁹4.03%。该方法操作简单,成本低,可用于苯酚废水中高浓度锌的回收。（3）以商业颗粒活性炭（GAC）为载体,乙酸锰为锰源,采用等体积浸渍法制备系列粒子电极（MnO_x/GAC）。通过X-射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）等对改性前后活性炭材料进行微观分析,并探讨反应温度、时间等对粒子电极处理苯酚模拟废水性能的影响。结果表明,MnO_x/GAC的活性物种主要以Mn₃O₄、Mn₂O₃和MnO₂为主,呈现纳米晶态均匀分散。在20 mL 1 500 mg/L苯酚废水中加入1 g Mn含量为8%的MnO_x/GAC,50℃下反应4 h,苯酚转化99.88%,COD降解97.80%,吸附动力学符合准二级动力学模型。采用固定尺寸的铱钌镀钛电极作阳极,不锈钢电极作阴极,锰炭粒子作粒子电极,利用三维电极进行电催化降解苯酚模拟废水。探讨了电压、不同电解质、氯化钠剂量、反应时间等因素对苯酚模拟废水降解效能的影响,得出电压为15 V时,添加2 g NaCl反应2 h效果最佳,并且三维电极处理苯酚模拟废水效果明显优于二维电极。最佳条件下,填充10 g粒子电极的三维电极降解100 mL 10 g/L的苯酚模拟废水,苯酚转化率为96.10%,COD降解率达83.97%。