一般认为比重大于5g×mL-1的元素可以称为重金属，重金属是自然界天然组成部分。人类活动中的矿山废水、冶炼厂排出液、电镀液、铸造排出液以及其它金属加工过程也不可避免会含有重金属离子，这些重金属离子包括铜离子(Cu2+)、锌离子(Zn2+)、铬离子(Cr2+)、镍离子(Ni2+)、镉离子(Cd2+)等，现代工业的迅速发展大大增加了这些重金属的排放量。
重金属可在有机体里富集，且较难降解，容易引发疾病，对人类健康带来危害，甚至可能危及整个生态系统。此外，重金属很难完全脱除，对环境会造成污染。因此，脱除废水中的重金属离子具有生态保护、环境保护双重意义。
常规脱除重金属离子的方法有化学沉淀、电化学、吸附、离子交换、膜分离等，除此之外，还有一些近些年新提出的方法用于重金属离子脱除，例如，水合物法脱除废水中的重金属离子。
本文分别介绍了常规脱除重金属离子方法以及新型脱除重金属离子方法近些年研究进展，同时对未来废水中重金属离子脱除研究进行评述。
1、常规脱除重金属离子的方法
1.1 化学沉淀法
化学沉淀法是通过加与化学质进行化学絮凝，然后将沉淀进行分离，从而实现重金属离子脱除的方法。化学沉淀主要是形成难溶物质，如氢氧化物、碳酸盐沉淀、硫化物沉淀、铁酸盐沉淀等。以形成铁酸盐沉淀脱除重金属为例，此种也称“铁氧体法”，通常情况下此种方法用于处理废水中重金属离子实验温度在65℃以上。出于节能考虑，需将处理温度降至常温或室温。添加晶种、降低二价铁离子氧化速率，延长老化时间与提高pH值等均用于尝试室温铁氧体法。例如Klas等通过研究了室温下通过铁氧体法脱除Zn2+、Co2+、Ni2+等重金属离子。除了脱除单一重金属离子，在多种重金属离子存在下，化学沉淀法也可以进行一定的尝试，如Fang等通过加入硫化锌分步将汞离子、铜离子、铅离子、镉离子等形成相应的硫化物进行沉淀脱除重金属离子。化学沉淀法对于重金属离子浓度较高的情况具有很好的处理效果，但是重金属离子浓度很低的情况下，处理效果不佳。
1.2 电化学法
电化学方法是利用电极使金属离子迁移，发生氧化还原反应析出达到脱除重金属离子的目的。因为整个过程需要利用电能，对于重金属离子含量较少而言，将其脱除需要要能耗相对较大，因此，电化学方法对重金属离子浓度较高的废水较为适用。针对电化学方法，研究较多的为土壤的修复过程。但电化学修复土壤的方法可尝试用于废水中的处理，如Fu等用电化学方法脱除重金属镉，他们发现，相对于去离子水，加入柠檬酸对镉金属与镉离子有更高的脱除效率，可尝试在废水中加入柠檬酸，然后用电化学方法对重金属离子脱除效率进行研究，看是否会提高镉离子或其它重金属离子的脱除效率。此外，电化学方法处理重金属离子或回收重金属一般都会采用平板电极，普通平板电极不可避免存在浓差极化现象，因此，可以引入旋流电沉积技术减少或解决电化学法处理废水中重金属离子中出现的浓差极化现象。图1展示了平板电沉积与旋流电沉积