近年来,各种工业和生活废水处理问题已成为人们非常关注的焦点,而去除废水中的金属离子又是其中的一个研究热点。尤其是重金属离子经过食物链中生物富集作用对人体造成极大危害,严重的会导致死亡;而非重金属离子,如钙、镁离子则会使水体硬度升高,影响水体质量,也给人类的发展带来很大问题。在现有的金属离子去除方法中,天然高分子有机絮凝剂和无机矿物吸附是比较廉价、无毒、简便的处理方法。本论文把研究天然高分子有机絮凝剂-不溶性淀粉黄原酸酯(ISX)和去除水中重金属离子的目的相结合,形成了清洁、廉价的有机絮凝剂合成和应用工艺;筛选了合适的廉价无机矿物,形成了简便易行的改性工艺,并用于去除废水中的铜、铁离子和碱土金属离子;最后进行了合理的工艺组合,形成了废水中若干金属离子的简便、清洁、廉价去除处理工艺。本论文通过较多的实验和理论分析得到了以下主要结果: (1)形成了ISX 的清洁生产工艺:用快速干燥法-冻干干燥代替现有的溶剂干燥法,从而节约了大量有机溶剂;对ISX 合成和洗涤过程产生的废碱液进行了回用,减少了合成工艺中的废液排放,得到的产物对模拟含铜离子废水的絮凝效果高出传统工艺2%, 原料成本比现有工艺约降低90%,应用ISX 处理实际废水的原料成本为0.52 元/吨废水,较显著地降低了ISX 的生产和应用的原料费用。(2) ISX 离子交换絮凝剂对铜离子和亚铁离子均有很好的去除效果,在水溶液pH 2.5~4.1 的范围内,搅拌25 min 就可达到显著去除金属离子的效果, 去除效率达99.5%以上,残余铜离子浓度为0.063 mg/L, 亚铁离子浓度为0.026 mg/L,均达到国家工业废水排放标准。(3) ISX-金属污泥经4 mol/L 硝酸浸泡3 h,铜离子回收率可达98.9%。浸泡后的污泥既可直接用于处理废水吸附金属离子,也可通过黄原酸化反应再生为ISX。若直接回用污泥的处理效果为原来的38%;若进行再生处理金属离子效果与原来的处理效果相比基本相同,这为污泥处理提供了较为可行的方案。(4)从吸附效果和原料耗费两方面对无机矿物:海泡石、蛭石和沸石进行初步筛选,发现沸石较为实用可行。对沸石改性工艺过程进行了优化,沸石和饱和氯化钠溶液以1:1.5 的固液比混合,恒温90℃浸泡1 h,得到的钠改性沸石吸