重金属废水是全球备受关注主要污染源之一。现有的处理方法如化学法、生物法、离子交换法和电渗析法等在处理低浓度重金属废水均存在局限。而电去离子技术结合了离子交换法和电渗析的优点，既能克服离子交换树脂频繁化学再生缺点，又能避免电渗析法的极化问题，是一种具有极其广泛应用前景的水处理和资源再利用重要技术。在现有的电去离子装置中，由于重金属离子易在离子交换树脂和膜表面生成沉淀，破坏了电去离子过程的长期运行稳定性。本文成功构建了板柱式电去离子装置，以硫酸铜溶液为模拟废水运行5h后，铜离子去除率保持在99.96%以上。通过改变膜堆填充方式、设计出三段两对膜堆结构以便模拟“三区域”离子去除状态，经90h以上的持续运行后，铜离子去除率可保持在90%以上。在此基础上，当在浓水室填充离子交换树脂、运行80h以上时，铜离子浓度维持在0.1mg/L左右，铜离子去除率保持在99.8%，明显优于未填充树脂情况。拆卸后发现，离子交换膜表面沉淀明显少于未填充树脂情况。当在浓水室填充离子交换织物时、经100h以上运行后，离子交换织物避免了因树脂表面极化而造成的沉淀，有效缓解了氢氧化物沉淀。但由于离子交换织物与离子交换膜构成了双极膜，在运行5h后，铜离子浓度即恶化到4.44mg/L。在淡水室纵、横向填充离子交换织物对比研究中发现，离子交换织物横向填充明显改善了装置内电阻分布，横向填充织物的电流效率高于纵向填充情况，也略高于填充树脂时的电流效率。另外，在上述装置长期运行后也发现，阴离子交换树脂和膜发生了老化降解行为，而阳离子交换树脂和膜未见明显变化。横向填充离子交换织物将有效减缓沉淀和提高电去离子效率，可望改善电去离子装置长期运行稳定性，具有广泛的推广应用前景。