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鉴于重金属废水浓度低、成分复杂、处理要求非常严格，传统的废水处理技术存在难以克服的缺点，主要表现在：所用处理剂用量大、价格高、反应难控制、反应速度慢、效果不理想、水质差、残渣不稳定、贵重金属回收困难等。因此，重金属废水处理技术的研究与开发有以下发展方向。
目前，处理电镀废水及重金属废水的主要传统工艺一般有以下几种方法：化学加药沉淀法、离子交换法、膜分离法及生化处理等。但这些传统的处理工艺在标准提高后很难满足排放要求，特别是对重金属及COD排放限值的要求。即使有些工艺能达到重金属废水的达标排放，其投资成本及运行成本也会对企业的生产经营造成很大的压力。环保面临的问题更加复杂，重金属废水的处理已成为一门横跨环境工程学科的课题。
（1）环境友好型药物替代品的开发与使用；
（2）新型无毒无害水处理化学品的开发及应用；
（3）新型物理处理技术、新型生物处理技术、计算机辅助应用技术的开发与应用；
（4）高效、低成本的水处理技术与药剂开发；
（5）加强各种水处理技术的综合应用。
电化学法是近年来发展起来的处理电镀废水及重金属废水的有竞争力的方法，它利用电化学原理处理废水，具有以下优点：
①是否需要添加氧化剂、絮凝剂等化学药剂；
②可单独处理，也可以与其他技术配合，提高废水的可生化性；
③不产生或很少产生二次污染；
④设备体积小，占用空间少，操作简便灵活，因此称为清洁处理方法。
电化学方法处理重金属废水可明显降低系统运行成本，去除污染物的效果和企业的经济效益显著，为实现重金属废水处理提供了有效的途径。
目前重金属废水的电化学处理工艺：
1、电凝聚法：
铁屑、铁板或铝板经电解氧化生成Fe2˙Fe3+或Al3+，进而生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等沉淀物，通过絮凝、沉淀作用去除水中污染物。电凝聚的最新研究方向为周期换向脉冲信号电凝聚，它兼有高压脉冲电凝聚的优点，且由于两电极互溶，更利于金属离子与胶体间的絮凝，防止电极钝化。
2.磁电解：
通过在电解槽中加入磁场，组成电解系统，电解重金属废水的过程。其机理是电解重金属废水时，离子受到电场和磁场的共同作用，使离子运动轨迹复杂化并减弱浓差极化，促进电解过程中的传质和电化学反应，提高电解效率。磁电解技术常与其他电化学处理工艺相结合，以提高处理效果。
3.电渗析：
在直流电场作用下，利用阴离子或阳离子交换膜选择性地透过溶液中的阴离子和阳离子，使阴离子和阳离子定向迁移，从而将水体中的溶质与水分离，是一种比较成熟的膜分离技术，可以处理电镀废水、冶金工业废水等含有铜、铬离子的废水。电渗析在运行过程中，两极发生电化学反应，电极腐蚀产物积累，电阻增大，电耗随之增大，因此必须向电极室通入大流量的水以除去电极反应产生的腐蚀产物。电渗析可分为单极膜电渗析和双极电渗析。传统的独立膜存在电极耐久性差、易堵塞等缺点，因此目前的研究热点是双极膜电渗析。将双极膜与单极膜相结合是未来重金属废水处理技术发展的新方向。
4、电解还原法：
重金属废水处理多采用阴极还原法，其机理是阳极采用惰性电极对废水进行电解，在静电引力作用下，重金属离子迁移到阴极并沉积在阴极表面。此方法不仅可以除去溶液中的重金属离子，还可以从废水中回收高纯度的重金属。但是重金属废水浓度一般较低，采用传统二维电极进行电解时，电流密度较小，电解效率低，耗电量大。因此，传质问题也成为一个难以解决的难题，各类具有高效传质的电化学反应器也成为研究重点。针对普通平板电极电还原速度慢的缺点，固定床、流化床、四级连续流电化学反应器成为电还原的研究方向。
5、内部电解法：
又称微电解。其机理是将活性填料填充于电解池中，当废水通过电解池时，活性填料以废水为电解质介质形成原电池，通过电化学反应和填料表面絮凝作用达到净化废水的目的。在微电解过程中，常用的反应物料为铁屑（铸铁屑、钢屑）或铝铁屑与石墨或碳颗粒。探索复合微电解技术的反应机理和过程动力学是目前该领域的研究热点。
6.络合-超滤-电解集成技术：
为了满足日益严格的环保要求，实现废水再生回用和重金属回收，可以集成电化学、络合、超滤等几种技术来处理电镀废水和重金属废水，同时发挥各种技术的优势，实现废水中重金属离子最有效的去除。