芬顿氧化是高级氧化水处理技术的一种,该技术具有反应快速、易于操作、降解有机物效果明显等优点,但也存在H₂O₂利用率低、亚铁盐用量大和铁污泥产生量大的缺点。本课题构建了电促铁还原型芬顿氧化系统,将电化学还原与芬顿氧化技术结合,通过阴极还原Fe³⁺以再生Fe²⁺,从而可降低亚铁盐用量,降低芬顿反应后的污泥产生量,同时提高H₂O₂利用率。该方法的突出特点是电化学还原和芬顿氧化过程交叉进行。研究中的降解对象为4-硝基酚溶液和染料废水,利用前者探索新工艺的技术可行性,而利用后者考察该工艺处理实际工业废水的效果。染料废水具有组成成分复杂、盐度高、有机污染物浓度高等特性,必须对其进行安全处置以防止环境问题的发生。本课题的研究内容分为两部分:（a）利用电促铁还原型芬顿氧化法降解4-硝基酚,重点探讨相对于普通芬顿氧化法,该方法是否具有降低亚铁盐用量和提高H₂O₂利用率的能力;（b）利用电促铁还原型芬顿氧化法处理染料废水,考察该方法处理实际工业废水的效能,并与普通芬顿氧化法进行比较。研究主要结果如下:（1）电促铁还原型芬顿氧化法降解4-硝基酚,处理过程先后按照芬顿氧化60min、电还原30 min（电源电压为1.2 V）、芬顿氧化60 min进行,H₂O₂分两次加入（每次50 mg/L）。当H₂O₂与Fe²⁺摩尔比为10:1时,处理效果最好,反应150 min时4-硝基酚的降解率可达88.3%。与普通的芬顿氧化法比较,当H₂O₂与Fe²⁺摩尔比较高条件下(低Fe²⁺浓度),电促铁还原型芬顿氧化法可获得更快的4-硝基酚的降解速率;而在H₂O₂与Fe²⁺摩尔比较低条件下(高Fe²⁺浓度),该法也可获得比普通的芬顿氧化法更好的降解效果。（2）在电促铁还原型芬顿氧化法中,有机物降解主要依靠芬顿氧化作用,电化学的引入主要为了还原Fe³⁺以再生Fe²⁺。本研究使用的碳纳米管修饰后的石墨阴极具有良好的还原Fe³⁺性能。由于电化学作用均在低电压和阳极电位下进行,阳极氧化对有机物降解的作用可以忽略。（3）以实际高含盐染料废水为降解对象,在亚铁盐用量为普通芬顿氧化法用量50%的情况下,电促铁还原芬顿氧化法对染料废水降解效果优于普通芬顿氧化法。电促铁还原型氧化法能通过Fe²⁺再生有效降低亚铁盐用量,染料废水COD显著下降,降解后废水颜色变澄清。处理过程先后按照芬顿氧化45 min、电还原30 min（电源电压为1.2 V）、芬顿氧化45 min进行,H₂O₂分两次加入（每次加入25000 mg/L）,结果表明12:1为最佳的H₂O₂与Fe²⁺摩尔比,该条件下COD去除率为75.0%,有机物降解效果最好;处理结束时H₂O₂残留浓度为1495.0 mg/L,芬顿反应较为彻底。而普通芬顿氧化的最佳H₂O₂与Fe²⁺摩尔比为6:1,COD去除率为68.0%,处理结束时H₂O₂残留浓度为38.3 mg/L。（4）不同的H₂O₂与Fe²⁺摩尔比对芬顿氧化和电促铁还原芬顿氧化法均有显著影响。摩尔比过高或过低都对芬顿反应不利,摩尔比过大时由于Fe²⁺量不足导致反应速度慢,有机物降解效果较差;摩尔比过小不利于H₂O₂的有效利用。（5）延长电还原时间至60 min,可再生更多的Fe²⁺参与芬顿反应,在H₂O₂与Fe²⁺摩尔比为12:1,COD去除率达到78.4%。一级芬顿反应结束后Fe²⁺由初始的6588.2 mg/L下降至103.8 mg/L,而经60 min电还原后Fe²⁺浓度可升高至600.0mg/L;处理结束时H₂O₂残留浓度约为620.0 mg/L,芬顿反应更为彻底。综上结果,相对于普通芬顿氧化法,利用电促铁还原芬顿氧化法可在较低的Fe²⁺用量条件下,获得更好的有机物降解效果。该方法不但可降低药剂用量,也可降低后续处理过程的含铁污泥数量,而批次添加H₂O₂避免了阳极氧化H₂O₂利于H₂O₂的利用效率提高。因此该方法在液态有机废物处理领域有良好的应用前景。