针对常规Fenton工艺在氧化降解污染物后,液相中存在的大量Fe离子会随着pH的升高产生大量铁泥的问题,提出一种基于纳米Fe₃O₄作为催化剂的异相类Fenton技术,利用Fe₃O₄的磁特性,在异相体系中通过施加外磁场进行吸附分离的特点,减少液相中Fe离子浓度降低铁泥产量。为了研究纳米Fe₃O₄与H₂O₂组成类Fenton试剂在水处理应用中的效能和影响因素,以辽宁本溪某焦化厂焦化废水生化出水为研究对象,以一级A污水排放标准为目标,通过催化剂制备改性、小试实验反应条件优化、反应器运行参数优化的研究使纳米Fe₃O₄类Fenton体系能够有效处理焦化废水并稳定达标。首先选用化学共沉淀法制备并获得1#催化剂纳米Fe₃O₄,采用表面包覆的方法分别将HA和DMSA用于纳米Fe₃O₄的表面改性进而获得2#催化剂纳米Fe₃O₄-HA和3#催化剂纳米Fe₃O₄-DMSA。3种催化剂有效成分均为Fe₃O₄,粒径大小约为50¹50nm,磁化和去磁效果较好,改性后的2#和3#催化剂分散性较优。接着将制备改性的3种催化剂与H₂O₂组成类Fenton试剂对焦化废水生化出水进行小试实验。先采用控制变量法探究体系pH、纳米Fe₃O₄投加量、H₂O₂用量、反应时间、反应温度对COD和挥发酚去除率的影响并获得最佳反应参数的大致范围,之后使用多因素响应面法优化反应条件获得3种催化剂应用的最佳反应条件。在最佳反应条件下探究催化剂重复使用的效能,3种催化剂中,2#稳定性相对最优,重复使用8次后COD去除率63.32%,挥发酚去除率95.09%,3#初始催化效率最高,首次使用COD去除率75.61%,挥发酚去除率99.84%,重复使用4次后COD去除70.88%,挥发酚去除98.49%,表面改性能够改善催化剂的稳定性,使类Fenton体系催化剂能够回收重复利用的优势更加显著。最后设计运行适用于纳米Fe₃O₄类Fenton体系的中试反应器,采用并联交替运行的方式实现连续进水运行,用于深度处理焦化废水。并对反应器运行过程的水力停留时间、H₂O₂投加方式、纳米Fe₃O₄补充投加量进行分析优化。最终确定反应器运行水力停留时间为120min、H₂O₂分4次分别在运行时间的20min、40min、60min、80min时投加,在每次重复反应前补充投加纳米Fe₃O₄初始用量的20%,连续运行反应器20天,出水COD稳定在50mg/L以下,挥发酚基本稳定在0.5mg/L以下,满足排放标准的实验目标。创新地将纳米Fe₃O₄与H₂O₂组成类Fenton试剂处理实际焦化生产废水,并将类Fenton系统工艺化进行中试参数优化研究,不仅为焦化废水的深度达标处理提供了一种可行的处理技术,也探究了纳米Fe₃O₄类Fenton体系在难生化、难降解、低浓度工业废水的深度处理应用方面的可行性和适用性,为该技术的发展推广提供了实践指导。