芬顿作为一种成熟、高效、相对廉价的工艺,常用于工业废水的预处理与深度处理,但是,在芬顿反应后大量铁泥的产生严重制约了其推广应用。流化床芬顿通过在芬顿体系中引入载体,以流化床的形式实现氧化与结晶除铁,达到强化氧化和削减铁泥的目的,引起了国内外研究者的广泛关注。但目前的流化床结晶机理尚无法解释持续结晶后效果降低的问题;对温度、载体特性等对流化床芬顿的影响因素研究上不系统;缺乏流化床芬顿处理实际废水的研究。针对以上的问题,本文结合载体特性以及载体结晶效果完善流化床结晶机理,优选流化床载体:研究不同水质下流化床的结晶效果以及流化床芬顿的废水处理效果;在已有研究基础上实现流化床芬顿在实际废水中的应用及其在造纸废水中的工程化应用。本文的主要研究结论如下所述:(1)升高温度可以促进流化床结晶作用;载体特性只影响结晶速率而不影响结晶效果,因而增加结晶表面和降低载体表面电负性,可以提高结晶速率;结晶机理除了“亚稳态区域理论”的FeOOH颗粒在载体表面的堆积作用外,还包括FeOOH颗粒与载体表面的静电引力作用,因此,结晶后载体表面的FeOOH颗粒对新颗粒的静电斥力抑制流化床结晶;多孔载体对FeOOH结晶的结合能力更强,但是负载型颗粒破碎提高了结晶表面,可以提高结晶速率;综合考虑,选择建筑砂作为流化床芬顿载体。(2)有机物或其残留氧化中间体通过络合Fe3+而抑制流化床结晶,抑制作用:硝基苯<苯胺<苯甲酸<苯酚,较高的矿化度对高效流化床结晶效率十分重要;无机阴离子对结晶的影响:H2PO4->NO3->Cl->SO42-,其中SO42-对结晶无影响,Cl-、H2PO4-由于与Fe3+的络合作用而促进结晶速率,H2PO4-与Fe3+1:1络合且同时被去除,NO3-在酸性条件下形成具有氧化作用的硝酸而提高结晶速率;流化床芬顿对生化尾水的处理效果远高于相同浓度的原水;流化床芬顿的除铁效率由Fe3+饱和度控制,残留有机物降低其饱和度而抑制结晶除铁,在残留有机物浓度接近时,升高pH因提高其饱和度而促进除铁效率。(3)无论是预处理还是深度处理,流化床芬顿处理效果均高于传统芬顿;预处理中流化床芬顿COD去除率为24.9%,除铁效率为37.5%,废水B/C从0.112提高至0.304;先还原后氧化工艺的COD和B/C效果提升不明显,且除铁效率由于硝基苯结构转化为苯胺结构而下降;在深度处理中的流化床芬顿COD去除率均在70%以上,除铁效率在65%以上;催化足量的双氧水,流化床芬顿比传统芬顿节省66%的FeSO4·7H2O,且流化床芬顿具有更高的准二级动力学反应速率常数;异相催化和均相催化的COD降解均符合准二级动力学方程,但均相催化的反应速率常数大于异相催化,增大pH反应速率常数升高;异相催化的氧化作用推测除了铁氧化物催化外还包括Fe的溶出导致的局部均相催化过程,溶出Fe的饱和度随着有机物降解而升高,发生部分再结晶现象;新型流化床芬顿反应器在24000 t/d造纸废水深度处理中的投资成本为216.2元/t,达标水质的运行成本为1.38元/t。