化學沉澱法
化學沉澱法有中和沉澱法、硫化物沉澱法、鋇鹽沉澱法和鐵氧體法，其中較為新型的技術是鐵氧體法。鐵氧體法是日本電氣公司(NEC)研究出的一種從廢水中去除重金屬離子的新方法。做法是：在含重金屬離子的廢水中加入鐵鹽，利用共沉法從廢水中製取鐵氧體粉末。
鐵氧體法可一次去除廢水中多種重金屬離子，鐵氧體沉澱不再溶解。鐵氧體法處理重金屬廢水效果好，投資省，設備簡單，沉渣量少，且化學性質比較穩定。在自然條件下，一般不易造成二次污染。
鐵氧體法捕集金屬離子的機理是通過晶格取代的方式而非一般的化學反應，因此有可能突破溶度積常數的限制而同時對多種重金屬離子產生作用，特別適用於處理工業生產中所產生的含多種重金屬離子的廢水。
吸附法
吸附法是利用多孔性固態物質吸附水中污染物的一種方法。海泡石是一種天然纖維狀含鎂水合矽酸鹽粘土，對廢水中重金屬的吸附有很好的效果，理想分子式為[Si12Mg8(OH)4] (H2O)48H2O。海泡石對水中的 Ni2+,Co2+,Pb2+,Cu2+和 Cd2+有較好的吸附效果，尤其對高濃度重金屬有較好的吸附性能。有機矽吸附劑對重金屬也有較好的吸附效果。
有機矽吸附劑是一類由碳官能有機矽單體製備的聚合物或經這些單體處理過的無機材料或合成材料。化工及金屬冶煉企業所排出的廢水中常含有有色金屬及有毒金屬元素，採用含NHC(S)CH3和NHC(S)NH官能團的有機矽可有效地吸附這些元素，它們具有很高的吸附容量及分配係數。此類有機矽吸附劑對Hg,Cu,As,Sb的吸附容量最大，對Cu,Hg,Te,Th,Bi的分配係數大。利用這些吸附劑可以同時分離多種金屬，並且可以在很寬的pH範圍內吸附重金屬，一般不需要特定的pH值，但淨化污水的最佳pH值為5~9。未改解的水解木質素本身可以作為吸附劑，主要用於吸附去除各種重金屬離子。
Karsheva等人研究發現，水溶性木質素是一種有效的吸附劑，可用於去除水中的鉛離子。Lalvani發現一種可以吸附溶液中的Cr3+和Cr6+的木質素，該木質素可以去除63%的Cr6+、100%的Cr3+。
離子交換法
由於重金屬廢水中的重金屬大多以離子狀態存在，所以用離子交換法處理能有效地除去和回收廢水中的重金屬。
採用微波輻射促進化學反應技術，引用氧化還原引發體系，可在纖維素上接枝丙烯酸/丙烯醯胺來合成具有特定功能的吸附樹脂。研究表明：在最佳的合成工藝條件下，樹脂對Cu2+的吸附率為99.2%，吸附容量為49.6 mg/g,用8%NH3H2O作為淋洗液對樹脂洗脫再生，洗脫率在85%以上。
大昂吸附樹脂重複使用7次時，對重金屬離子的吸附率仍可保持在90%以上,具有良好的再生使用壽命。超級吸水樹脂 SAPC 也可以脫除廢水中的重金屬離子，SAPC對Cr3+，Co2+離子的富集能力強，對Hg2+，Pb2+，Ni2+富集能力次之。
納米重金屬水處理技術
納米材料因其比表面積遠超普通材料，故同一種物質將會顯示出不同的物化特型，很多新型的納米材料都不斷地在水處理行業中實驗、實踐。被環保部、科技部、工信部、財政部四部委聯合審批立項為“2011年國家重大科技成果轉化項目”———納米水處理工藝及系列產品，在江西銅業股份有限公司套用取得了歷史性的突破，填補了國內空白。
國內通常採用的重金屬廢水處理方法，包括石灰中和法和硫化法等。這些傳統的處理工藝，雖然可以將廢水中的重金屬去除掉，但是處理效果並不穩定，處理後回收的清水水質仍難以確保穩定達標排放，而且還會產生二次污染。
納米重金屬水處理技術不僅能使處理後的出水水質優於國家規定的排放標準且穩定可靠，投資成本和運行成本較低，與水中重金屬離子反應快，吸附、處理容量是普通材料的10倍到1000倍，而且使沉澱的污泥量較傳統工藝降低50%以上，污泥中雜質也少，有利於後續處理和資源回收。
有數據顯示，同樣是每日處理300立方米重金屬污水量，傳統工藝每天要產生25噸石灰渣污泥，而採用納米技術後每月只產生25噸納米金屬泥。尤其值得關注的是，這種污泥中的重金屬單位含量提高了30倍。若以銅冶煉廠的廢水處理為例，其回收的納米銅泥品位已達到20%，完全可以作為銅礦資源再生利用。
