在水处理工程中，去除重金属污染物是保障水质安全的重要环节，而镉作为一种毒性较强的重金属，其污染问题备受关注。镉主要来源于电镀、电池制造、农药生产和金属冶炼等行业，具有生物累积性强、难降解、毒性强等特点。因此，在水处理过程中，如何高效、稳定地去除镉成为一项关键技术。

一、镉的危害与水质标准

镉对人体健康具有严重危害，长期摄入可导致肾功能损伤、骨质疏松甚至“痛痛病”。世界卫生组织（WHO）将镉列为优先控制的有毒污染物之一，并建议饮用水中镉的浓度不得超过3微克/升（μg/L）。我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）也规定镉的限值为5 μg/L。因此，在水处理过程中必须采取有效措施，确保出水中镉含量达到国家排放或饮用标准。

二、去除镉的主要技术方法

目前，水处理工程中常用的除镉方法包括化学沉淀法、离子交换法、吸附法、膜分离法、生物处理法等。这些方法各有优劣，适用于不同水质条件和处理规模。

1. 化学沉淀法

化学沉淀法是一种应用广泛的传统除镉技术，通过向含镉废水中投加碱性药剂（如石灰、氢氧化钠）或硫化物（如硫化钠），使镉形成难溶的氢氧化物或硫化物沉淀，从而实现固液分离。该方法操作简单、成本较低，适用于高浓度镉废水的初步处理。但其缺点在于污泥产量大，且在酸性条件下易重新溶解，存在二次污染风险。

2. 离子交换法

离子交换法利用离子交换树脂对镉离子的选择性吸附能力进行去除。该方法适用于低浓度镉废水的深度处理，去除效率高，出水水质稳定。然而，树脂价格较高，再生过程复杂，且对进水水质要求严格，限制了其在大规模水处理中的应用。

3. 吸附法

吸附法是近年来发展较快的一种除镉方法，主要通过活性炭、沸石、生物质材料、金属氧化物等吸附剂对镉离子进行物理或化学吸附。其中，改性材料（如铁锰氧化物负载活性炭、壳聚糖复合材料）因其吸附容量大、选择性好、可再生性强等优点受到广泛关注。吸附法操作简便、能耗低，适合用于中小型水处理系统。

4. 膜分离法

膜分离技术（如反渗透、纳滤、超滤）能够有效截留水中的镉离子及其他污染物，具有出水水质高、自动化程度高的优势。特别是反渗透膜，对镉的去除率可达98%以上。但由于膜材料昂贵、运行成本高，且会产生一定量的浓水，需配套处理设施，因此多用于高端水处理场合或作为末端处理单元。

5. 生物处理法

随着绿色环保理念的发展，生物处理法逐渐成为研究热点。微生物富集、植物修复等方法利用某些藻类、真菌、细菌或高等植物对镉的吸收、富集或转化作用实现去除。该方法环境友好、运行成本低，但受环境因素影响较大，处理周期较长，尚处于实验研究或小规模应用阶段。

三、组合工艺的应用趋势

由于单一方法在实际应用中往往难以兼顾去除效率、经济性和稳定性，越来越多的水处理工程采用组合工艺来提高除镉效果。例如，“化学沉淀+吸附”组合可用于先降低镉浓度至一定水平，再通过吸附进一步净化；“膜分离+离子交换”则可在保证高效去除的同时减少膜污染，延长使用寿命。此外，一些新型集成系统也在不断探索中，如将生物处理与吸附结合，或将高级氧化技术引入前处理环节以提高后续工艺效率。

四、工程实践中的关键因素

在实际工程中，除镉效果受多种因素影响，包括原水水质、镉的存在形态、pH值、共存离子干扰等。因此，在设计除镉工艺时，应根据具体水源特性进行可行性试验，优化药剂投加量、反应时间、流速等参数。同时，还需考虑系统的运行管理、污泥处置及资源回收等问题，确保整个处理过程的安全性和可持续性。

综上所述，镉的去除是水处理工程中不可忽视的一环。随着技术的不断进步，各种除镉方法正朝着高效、节能、环保的方向发展。未来，开发低成本、高性能的新型吸附材料、优化组合工艺流程以及推进智能化控制系统将是提升除镉技术水平的关键方向。