目前,工业废水广泛分布其中含有的金属离子引起了严重污染,若这类废水随意排放会使人类的生存环境受到威胁,但这类废水含有的金属离子种类较多,很难将其逐一去除。于是,对于这类废水的处理成为研究的热点。本论文首先对含金属的废水的来源进行阐述,其次叙述了其对人类的危害并就目前的处理方法进行了综述。包括传统方法中的化学沉淀法、吸附法、浮选法、反渗透、离子交换法和电化学法。但是这些方法都存在着局限性,例如电容去离子技术引起了广泛关注,其优点是经济环保,但在处理废水过程中暴露出了许多问题,针对其不足,对其进行改进,在电容去离子装置中加入离子交换膜得到膜电容去离子。该方法弥补了电容去离子的不足。膜电容去离子技术可吸附多种金属离子,使其能够有效去除。本研究采用实验室已有的电极与自制的离子交换膜结合,搭建了膜电容去离子装置,对锌离子的去除进行研究,使用该装置探讨了电压、流速和初始浓度对锌离子去除的影响,确定最佳工艺参数。在最佳工艺参数下,利用膜电容去离子技术处理湖南五矿开采废水,测定各种离子的去除率、产水率、TDS的最大吸附量,判断处理效果。最后,通过电吸附等温模型和动力学模型拟合实验数据,探讨电吸附的吸附机制。研究结果表明:离子交换膜的最佳制备条件为磺化度55%。在制备的四种阳离子交换膜中,2#、3#、4#离子膜的含水率低,离子交换容量小,去离子效果差。1#阳离子交换膜的各项性能均较好。使用膜电容去离子装置,对氯化锌溶液进行处理得到的最佳工艺参数为:电压1.2 V,流速17 mL/min,溶液的初始浓度选择为45 mg/L,对锌离子的去除率为97.64%。在已确定的最佳工艺参数下,通过实验得出#1离子膜较其他3种离子膜达到吸附平衡的时间最短且达到吸附平衡时溶液电导率最低,其总硬度去除率、锌离子、钙、镁离子去除率、产水率和TDS吸附量分别为67.39%、90.2%、47.92%、40.49%、27.30%、26.61 mg/g。利用四种离子交换膜进行循环实验,在膜电极达到饱和时,四种阳离子膜溶液最低电导率分别为55μm/cm、485μm/cm、233μm/cm、66 μm/cm。三次循环中月脱附后均可以达到溶液最初电导率值,说明其具有良好的循环再生性能和更好的去离子性能。对膜电容去离子与电容去离子进行对比,由实验数据得出膜电容去离子和电容去离子溶液最低电导率分别为55μS/cm和495μS/cm,脱附后膜电容去离子溶液的电导率可以达到原水值,而CDI只能脱附到1310μS/cm,由此可以证明离子交换膜的加入提高了膜电极的再生性能。利用1#阳离子交换膜对膜电容去离子从电吸附动力学和吸附热力学两方面考察了电压对Zn2+离子电吸附机制。实验结果表明:膜电极对金属离子的电吸附的过程符合Lagergren等温吸附模型,证明了锌离子在膜电极上的吸附属于单分子层吸附;膜电容去离子的吸附用用一级动力学方程和二级动力学方程来拟合,前者比后者具有更好的拟合结果,且在电压小于1.2 V时吸附量和吸附速率随着电压的增大而增加,进一步说明电压在电吸附实验中扮演着重要的角色。