日常生产过程中产生的废水成分复杂、浓度大、毒性高、可生化性差，不经深度处理排放到自然水体会威胁到人们的生命健康。传统单一水处理方法如物理法、生物法、焚烧法、化学法等已经难以满足当前废水处理要求，急需寻找一种更加高效实用的水处理方法。近年来，零价铁(ZVI)作为一种廉价高效的处理剂已经受到了水处理行业的广泛关注。究其原因是，ZVI的标准氧化电极电位低(E=－0.44V)，可还原大部分污染物;另外，铁作为地壳中含量第四丰富的元素，其来源广、材料简单易得，而且与生化法比不需要复杂的培养流程，对可生化性差的高浓度难降解有机废水处理效果更好。此外，相比于氧化法(AOPs)，零价铁更加经济实惠，而且不需要后续处理，成本节省60%左右。目前已有大量文献记载了ZVI处理废水的实验与评价。事实证明，零价铁在处理砷废水、苯酚废水、染料废水、硝酸盐等高浓度难降解废水方面有着显著的效果。鉴于此，本文综述了近年来ZVI在废水处理方面的研究进展，特别是关于其对于难降解污染物的去除机理方面做了深入阐述。
1、基于ZVI改性的研究
1.1 纳米零价铁
纳米零价铁(nZVI)是近年来研究的热点。相对于ZVI来讲，它具有更细的粒径，从而有更大的比表面积和更高的反应活性，而且nZVI比ZVI更容易被氧化。Greenlee等研究了nZVI的氧化动力学，发现其终被氧化为铁氧化物和纤维铁矿的综合体。同时，nZVI在处理重金属方面有着显著的效果，Zhu等采用nZVI/Ni双金属材料降解土壤中的Cr6+，在pH=5、T=303K条件下，去除率达到99.84%。
但是，由于nZVI缺乏稳定性且易于聚集，难以将nZVI从处理后的溶液中分离出来，在实际废水处理应用中有一定局限性。针对这类问题，近年来开始研究nZVI的表面改性，即在nZVI制备过程中添加高分子和表面荷电物质对其进行物理改性。Liu等把由阴离子聚丙烯酰胺(APAM，MW=300)和羧甲基纤维素钠(CMC，MW=300～800)改性的nZVI用于降解水中的Ni2+。其中，APAM会使悬浮液中的nZVI聚集，CMC使得nZVI分散良好。两者协同减缓了nZVI的氧化速度，大大增加了Ni2+的降解速率。Arshadi等利用Azolla(水生植物满江红)改性nZVI，去除水中的Pb2+和Hg2+，吸附符合二级吸附动力学，其中Azolla起到了固定和吸附nZVI的作用。通常采用由固体多孔材料(碳、树脂、膨润土、高岭石和沸石等)支撑的nZVI来去除不同的污染物。表1列出了nZVI在有附着物的前提下去除不同污染物的代表性研究。
尽管nZVI在降低废水中有害物质的浓度方面有着显著的进展，节省了水处理成本和工艺持续时间，但是其弊端也不容忽视：(1)现阶段，NaBH4法、精密切削法、碳热还原法、超声法等生产nZVI的方法都面临成本高昂的问题，尤其是在处理大批量高浓度的有机废水时，nZVI成本比生物法超出10倍之多;(2)由于实际废水处理影响因素多，nZVI的支撑材料容易发生形变，导致nZVI从其体内脱离，会影响其处理效果，而且nZVI粒径为纳米级，可均匀分散在水中，常规水处理技术很难保证将其完全分离。目前还没有关于nZVI潜在生物毒性的报道，不排除其会对生物活性造成影响。