制浆造纸行业是公认的废水污染较严重的行业，为了降低行业水污染程度，国家于2008年出台了新的《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)，新标准的实施以及企业实现废水回用的内在要求都带来了对处理水质要求的大幅度提高，因此，实用、科学、可靠、经济的制浆造纸废水深度处理技术成为迫切的需求。　　 在综合国内外大量相关文献的基础上，对研究对象——制浆造纸中段水二级生化出水的水质特征进行全面分析和解析，确定了解决制浆造纸企业二级生化出水中COD(c)r和色度的关键点在于木质素及其衍生物的去除，沿着“天然过氧化氢酶降解木质素”—“仿酶降解木质素模型物”—“仿酶降解水溶性产物模型物络合或反应沉淀”—“仿酶技术应用于废水中溶解性有机物去除”—“复合仿酶深度处理技术”的研究路线，研究了仿酶、复合仿酶对木质素模型物、实际废水的处理效果，同时在对Fenton反应体系反应过程、天然木质素过氧化氢酶(Lip)降解木质素、Fe-CA仿酶降解木质素过程机理的分析的基础上，对复合仿酶体系反应机理进行了初探，在废水深度处理领域首次提出了“部分氧化—反应沉淀”的崭新理念，同时引入磁化有效提高了复合仿酶对制浆造纸废水处理的效果。在小试工艺探索和理论研究的基础上，进行了1000m3/d的中试研究，并形成了完整的工艺流程，验证了基于磁化和仿酶技术的制浆造纸废水深度处理回用技术具有实用、高效、低耗的优点，因此必将具有广阔的应用前景。　　 主要研究内容及结果如下:　　 1.通过对二级生化处理后的制浆造纸废水的水质特性进行全面分析和解析，为制浆造纸废水深度处理技术的选择和水质净化机理的研究奠定理论基础。结果表明二级生化出水中有机物主要为溶解态有机物，占总有机污染物的85％以上，且以小分子量为主，1KDa以下的占接近50％;悬浮态和胶体态有机物比例较低，分别占10％和5％;废水总COD(c)r中木质素贡献约占50％左右，因此深度处理技术的选择应以去除溶解态有机物以及木质素的技术为主。　　 2.借鉴制浆和漂白中酶和仿酶的概念，完成了一种羧酸-铁配合物（Fe-CA仿酶）的合成并考察了其对木质素及其衍生物典型的模型物的降解效果。结果表明，Fe-CA仿酶体系可以有效降解木质素类复杂大分子有机物，产物的分子量变小、负电性基团增加。与其他的氧化降解手段不同，Fe-CA仿酶体系对木质素的降解旨在改变木质素的水溶性使其溶于水，从而与纤维素分离，而不是实现有机物的无机化（或矿物化）;木质素降解产物模型物可用Fe3+、Al3+等金属离子以化学反应生成羧酸盐或多元配合物的形式从水中沉淀分离。以“Fe-CA仿酶体系降解木质素—金属盐沉淀分离”的组合处理方法可实现复杂有机物的降解（小分子化）、转化（羧基化）和化学沉淀分离（羧酸盐沉淀），为后续废水深度处理的技术研究指明了方向。　　 3.将Fe-CA仿酶应用于制浆造纸废水深度处理中，考察了仿酶-混凝法处理二沉出水的效果。结果表明，最佳反应条件为:混凝剂为三氯化铁，仿酶用量为10mg/L，H2O2用量为150mg/L，初始pH为6.0。处理效果能够达到新标准的要求，但存在过程复杂、处理时间长和费用高等问题。　　 4.以简化仿酶处理过程、降低费用为目的，提出复合仿酶的概念，并以少量Fe-CA与FeSO4复配形成复合仿酶，并考察了复合仿酶体系对二级生化出水的处理效果。结果表明，在温度、反应时间、药剂用量和反应过程复杂程度上与仿酶—混凝法相比优势明显，最佳处理条件为:复合仿酶用量为1.0mmol/L，过氧化氢用量45mg/L，反应初始pH为5.5-6.0，反应温度大于30℃，反应时间为30min。处理效果可以满足新标准的要求。　　 5.磁场水处理方法是具有经济效益和环境效益的物理方法，引入磁化方法并考察了磁化对复合仿酶系统处理二级生化出水的促进作用。结果表明，废水磁化具有记忆效应，磁化可有效提高复合仿酶处理过程的反应速度，提高生成絮体的稳定性和沉降速度，并可有效降低复合仿酶用量。最佳磁化处理条件为:磁场强度750mT，过水流速4.4m/s。　　 6.在对Fenton反应体系反应过程、天然木质素过氧化氢酶(Lip)降解木质素、Fe-CA仿酶降解木质素过程机理的分析的基础上，考察了复合仿酶反应体系反应过程中pH和ORP的变化、TOC和Fe元素的平衡，反应产物的平均分子量，并采用GC-MS、红外光谱、XPS等分析手段对反应产物和原废水中有机污染物进行了对比分析，从而推导、总结了复合仿酶体系处理制浆造纸废水的反应机理。结果表明，复合仿酶体系的系列反应大部分在10分钟之内完成，并伴有pH的下降，反应终点pH在4.5左右;整个反应过程中ORP数值不超过420mV，与Fenton反应中ORP必须超过550mV（如帕克公司）的条件有明显的区别;同时仅有6.77％的TOC在反应过程中损失，与Fenton反应体系以有机污染物矿物化为主要COD(c)r去除手段不同;与蒸馏水系统相对比，在pH=3时经复合仿酶处理后的废水体系中有77.5％的铁离子以非Fe(OH)3沉淀物的形式存在;复合仿酶体系反应产物的平均分子量与原废水中有机污染物的平均分子量相比并没有明显的变化。GC-MS分析结果表明，复合仿酶体系反应产物有明显的羧基化趋势，但很难判断复合仿酶反应体系中的氢氧自由基对有机物分子的攻击有没有次序上的规律性;红外光谱分析结果表明，复合仿酶/H2O2体系发生自由基氧化反应时首先进攻连接苯环的炭链，反应过程中新增了大量的羟基、酚羟基和羧羟基，同时产物中出现了高比例的羧酸盐，此外复合仿酶处理过程可有效去除废水中的AOX;XPS分析结果表明，复合仿酶体系反应产物主要为羧酸铁。　　 复合仿酶体系反应机理:首先由铁离子或铁络合物将过氧化氢分解为氢氧自由基而引发的系列自由基氧化和转移反应，将废水中有机物羧基化并随即生成有机羧酸铁沉淀物，实现了废水中有机污染物从液相到固相的转移，同时，反应体系能够实现铁离子和铁络合物的价态循环，使反应可以持续进行。该体系与类似体系的不同之处在于:①可以由过程产物合成生成新的催化剂，②可以通过生成中间产物沉淀物的方式将自由基氧化反应控制在需要的阶段。　　 7.在小试工艺探索和理论研究的基础上，进行了1000m3/d的中试研究，并形成了完整的工艺流程。中试研究表明，在磁场强度750mT，过水流速4.4m/s，反应温度30℃，复合仿酶用量为1.0mmol/L，H2O2(50％)用量为60mg/L，反应体系初始pH为6.0，反应时间为45min，CaO用量300mg/L，Al2(SO4)3·18H2O用量200mg/L的工艺条件下，该处理系统在进水COD(c)r285mg/L～317mg/L、色度320倍～350倍、电导率3270μs/cm～3356μs/cm、总硬度317mg/L～349mg/L的情况下，出水水质稳定，出水COD(c)r39mg/L～53mg/L、色度6倍～10倍、电导率3421μs/cm～3508μs/cm、总硬度132mg/L～149mg/L，出水水质满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)中最严格的“水污染物特别排放限值”要求。同时，废水硬度的有效去除，可有效拓展废水的回用途径。采用该工艺系统深度处理制浆造纸废水的费用（药剂费及电费）约为0.84元/m3。　　 上述研究沿着“天然过氧化氢酶降解木质素”—“仿酶降解木质素模型物”—“仿酶降解水溶性产物模型物络合或反应沉淀”—“仿酶技术应用于废水中溶解性有机物去除”—“复合仿酶深度处理技术”的研究路线，逐步的完成了基于磁化和仿酶技术的制浆造纸废水深度处理回用技术的研究工作，同时在废水深度处理领域首次提出了“部分氧化—反应沉淀”的崭新理念。对制浆造纸废水二级生化出水的处理效果研究表明，该技术具有实用、高效、低耗等优点，因此具有广阔的应用前景。