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通过投加还原剂，将废水中的有毒物质转化为无毒或毒性较小的物质的方法称为还原法。常用的还原剂有铁屑、锌粉、硼氢化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、水合肼(N2H·H2O)硫酸亚铁、氯化亚铁、硫化氢、二氧化硫等。因为化学还原过程中往往产生不溶性沉淀物，因此也称其为还原沉淀法，将其归属于化学沉淀过程。
在工业废水处理中，化学还原法主要用于含铬废水和含汞废水的处理，经常使用的还原剂有金属还原剂和盐类还原剂。
(1)金属还原法
金属还原法是以固体金属为还原剂，用于还原废水中的污染物，特别是汞、铬、镉等重金属离子。常用的金属还原剂有铁、锌、铜、镁等，其中铁、锌因其价格便宜而作为首选的药剂。
用铁屑、铁粉处理废水主要利用铁的还原性、电化学性和铁离子的絮凝吸附作用。一般认为铁在处理废水过程中所能达到的处理效果是这3种性质共同作用的结果。铁在废水处理工程上的应用形式有铁屑过滤法、铁曝法、铁碳法等，其中铁碳法在处理高浓度COD、生物难降解废水方面应用广。
应用铁屑还原法处理含汞废水时，废水自上而下通过铁屑滤床过滤器，铁屑一般采用旋屑或刨屑，废水中的汞离子与铁屑可进行如下反应：
析出的汞在过滤器底部收集。采用铁屑处理废水中的汞时，废水的pH值控制在6~9的范围内，能使单位质量的铁置换出更多的汞;pH<5时，有氧气放出，会影响铁屑的有效表面积。pH值为9~11的含汞废水可用锌粒还原处理。pH值在1~10的范围内可采用铜屑还原。
(2)盐类还原法
盐类还原法是利用一些化学药剂作为还原剂，将有毒物质转化为无毒或低毒物质，并进一步将其除去，使废水得到净化。
在生产实践中，采用盐类还原法处理六价铬时，一般常选用硫酸亚铁作为还原剂和石灰作为碱性药剂，这是因为其价廉易得，经济实用，但石灰中杂质含量较多，产生的泥渣也多。当水量小时，也可以采用氢氧化钠和亚硫酸氢钠，其价格较贵，但泥渣量少。如果有二氧化硫和硫化氢废气时，也可以利用尾气还原法，其特点是以废治废，费用低，设备也简单。
