近年来在钢铁产量持续增长的拉动下,我国的炼焦规模日益提高,由此炼焦过程中产生的焦化废水也在逐步增加。焦化废水属于难生化降解的高浓度工业有机废水,其组分复杂、可生化性差、毒性大,传统的生化工艺处理效果达不到国家排放标准。因而,研发新型高效的焦化废水处理技术成为近年来研究的重点。高级氧化法由于氧化能力强、反应速度快、无二次污染等优点,在处理高浓度有机废水领域获得越来越多的关注与研究。电Fenton法是高级氧化法中的一种,可以简单快速地处理有机废水,但是,普通的二维电极反应器存在反应效率低、有机物降解不彻底等问题,三维电极法正好可以解决这些问题。同时,光催化氧化法也是废水处理领域里一项具备广泛应用远景的新技术,光催化氧化法具备氧化能力强、反应条件温和、没有中间产物等特点,故其成为了近年来研究的热点。因此,本文将Fenton反应置于三维电极反应器中结合光催化氧化法协同处理焦化废水。本文本着以废治废的主旨,利用焦化厂里废弃的焦粉作为载体,制备出负载金属氧化物的粒子电极,构建三维电极-光电Fenton体系并应用于焦化废水的预处理,以进一步提高其可生化性。首先,为提高焦粉粒子电极的传质性能,以重金属对其表面进行了浸渍修饰,筛选出催化效果最好的金属元素,并借助X射线衍射、傅里叶红外光谱、环境扫描电子显微镜对粒子电极的结构进行了表征;其次,研究电解电压、电解时间、粒子电极投加量、初始pH,极板间距和TiO₂投加量等因素对焦化废水处理效果的影响,利用重铬酸钾法测定实验前后的COD_Cr值,得出最佳应用条件;对比二维光电Fenton法、三维光电Fenton法对焦化废水的COD_Cr去除效率。实验结果表明:XRD谱图中出现了Fe₂O₃的物相,红外图谱中新出现了Fe-O伸缩振动吸收峰,说明Fe₂O₃成功负载于焦粉上,SEM图表明改性后的焦粉粒子孔道增多,有利于电极内部的传质。光电Fenton协同三维电极处理焦化废水的效果明显好于二维电极法和三维电极法。实验得出的最佳应用条件为:电解电压为15 V、电解时间1.5 h、粒子电极投加量为30 g·L^-1、初始pH为3.0,极板间距为5 cm、TiO₂投加量为6.0 g·L^-1。在最佳应用条件下废水的COD_Cr去除率达到79.8%,BOD₅/COD_Cr值从0.08提高至0.32,可生化性显著提升,有利于后续的生物处理,既实现了以废治废的效果,完成了企业焦化废水达标和焦粉内部回用的循环的经济战略目标,又强化了三维电极的处理效率,减少了成本。