工业废水中含有大量具有持久性环境损伤效应的重金属离子及高浓度有机物。废水中的有机物如不经妥善处理,直接排河,将会消耗大量水体中的氧气,并诱发严重的水体黑臭效应。而重金属更具危害性,其中最具有代表性的即为铅、砷等,其离子形态多变,处理困难,仅微量泄入水体也会对生态环境及周边生物造成极其严重的影响。针对这一问题,本文拟基于模拟工业废水,通过批式实验,研究聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化钛(PTC)、硫酸钛等混凝剂,对二价铅(Pb(II))、三价砷(As(III))及有机物的去除效果;分析初始pH、混凝剂投加量、助凝剂投加量对混凝去除重金属和有机物效率的影响;基于前期研究,构建响应面法实验方案,综合分析处理工艺的优化方法;分析初始pH、混凝剂投加量对絮体粒径的影响;并从处理效果、应用成本、环境评价方面对混凝剂进行评价。研究表明:(1)PAC、PTC和硫酸钛对重金属离子Pb(II)、As(III)的去除效果较好,对有机物的去除率均较低。(2)在单因素实验中,pH和PAM投加量较高会降低部分污染物的去除率,而过量的混凝剂投加量则不会产生负面影响。(3)基于前期单因素实验结果,结合Design Expert设计出了响应面优化实验方案,经系统分析后可知,水体pH是影响Pb(II)去除效果的主要因素,而混凝剂投加量对去除As(III)及有机物的影响更大。(4)在进行正交实验结果比较时,单污染物正交实验与三种污染物正交实验的结论呈现了一致性,即PTC对重金属污染物的处理效果更佳,而PAC对有机物的去除效果更好,但PTC与PAC在有机物的去除效果上差距较小。(5)通过絮体粒径分析可知,钛盐混凝剂的絮体粒径大于PAC,且絮体粒径受pH的影响最大。(6)通过综合评价可知,PTC相比于PAC的优势主要体现在去除效果、沉降性能、去除Pb(II)成本及对环境的影响等方面,而PAC的优势体现在去除As(III)与COD时的药剂投加成本方面。因此,PTC混凝剂具有广阔的应用前景。