焦化废水是一种成分复杂、含有大量杂环化合物的高浓度酚氨废水,其可生化性差,难以被生物降解,且具有毒性和致癌性。国内外对焦化废水的常规处理多采用物化处理和生物处理,其中最典型的生物处理工艺为A/O和A~2/O工艺,其操作维护方便简单、成本低,但生化处理出水往往满足不了排放要求。我国最近强化了《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）,同时政府发布的新修订的《焦化行业准入条件》规定,完全禁止任何新建焦化厂排放生产废水。因此焦化废水生化出水的深度处理变得尤为重要。本研究分别采用活性碳纤维（ACF）、碱改性ACF（Na-ACF）和酸改性ACF（N-ACF）活化过一硫酸盐（PMS）的高级氧化技术处理焦化废水生化出水。通过单因素实验和响应面优化实验确定了最佳反应条件。研究发现,在最佳条件下,这三种高级氧化体系处理后的出水中COD和色度均满足《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）的要求。实验对ACF、Na-ACF和N-ACF的材料性能进行了表征分析,并探究了其重复利用效果。通过EPR实验鉴别了反应体系中存在的自由基种类;利用三维荧光光谱和GC-MS分析了焦化废水生化出水处理前后有机物组分的变化;并分析了反应体系的生物毒性。主要研究结论如下:（1）采用ACF/PMS体系深度处理焦化废水。通过单因素实验和响应面优化实验,在进水COD浓度和色度分别为210 mg/L和200倍条件下,确定最佳反应条件为:[PMS]=18.3 mmol/L、[ACF]=4.2 g/L、初始p H=5.3、温度T=25℃,反应120 min后,焦化废水生化出水COD和色度去除率分别为85.3%和92.3%,出水COD浓度和色度分别降至30.9 mg/L和15.4倍,且COD的降解遵循一级动力学模型。ACF表征结果表明,反应后ACF表面碱性官能团减少,酸性官能团增加。ACF在第4次重复利用后,对COD和色度的去除率分别为49.6%和89.2%。三维荧光光谱分析结果表明,ACF/PMS体系能够有效降解焦化废水生化出水中的类富里酸、类腐殖酸物质和大部分芳香蛋白类物质。（2）Na-ACF/PMS体系深度处理焦化废水。通过单因素实验和响应面优化实验,在进水COD浓度和色度分别为210 mg/L和200倍条件下,确定反应体系的最佳条件为:[PMS]=6.3 mmol/L、[ACF]=2.1 g/L、初始p H=6.9、温度T=25℃,反应120 min后,焦化废水生化出水COD和色度去除率分别为86.2%和91.2%,出水COD浓度和色度分别降至29.0mg/L和17.6倍,且COD的降解遵循一级动力学模型。Na-ACF表征结果表明,ACF经过Na OH改性后,比表面积和平均孔径基本没变,表面含氧官能团增多。Na-ACF重复利用4次后,依旧表现出高效的催化能力,对COD和色度的去除率为70.1%和87.6%。通过EPR实验检测到Na-ACF/PMS体系中参与反应的主要活性物质是SO4-?和?OH。三维荧光光谱和GC-MS分析结果表明,Na-ACF/PMS体系能够有效降解芳香蛋白类和腐殖酸类物质以及大部分富里酸类物质,废水中的部分醇、酚和酮类有机物被完全矿化,大分子酯类和复杂芳香烃类有机物发生水解和开环,转化为小分子醇类和短链烃类产物。生物毒性实验显示,Na-ACF/PMS体系可有效降低焦化废水生化出水的生物毒性。（3）N-ACF/PMS体系深度处理焦化废水。通过单因素实验和响应面优化实验,在进水COD浓度和色度分别为210 mg/L和200倍条件下,确定反应体系的最佳条件为:[PMS]=8.3 mmol/L、[ACF]=2.1 g/L、初始p H=5.3、温度T=25℃,反应120 min后,焦化废水生化出水COD和色度去除率分别为84.3%和90.5%,出水COD浓度和色度分别降至32.9mg/L和19.0倍,且COD的降解遵循一级动力学模型。N-ACF表征结果表明,ACF经过HNO3改性后,N-ACF形状呈弯曲状,且含氧含氮官能团增多。N-ACF重复利用4次后,对出水COD和色度的去除率分别为72.3%和86.9%。通过EPR实验结果显示,N-ACF/PMS体系中存在的主要活性物质是SO4-?和?OH。三维荧光光谱和GC-MS分析结果表明,焦化废水生化出水经N-ACF/PMS体系深度处理后,腐殖酸类物质被有效分解转化,大分子酯类和复杂芳香烃类有机物发生水解和开环,转化为小分子醇类和短链烃类物质。生物毒性实验显示,N-ACF/PMS体系可对焦化废水生化出水进行有效脱毒。