本文以山东某草浆造纸厂中段水生化出水为研究对象,为克服现有深度处理工艺(传统Fenton工艺)费用较高的问题,本试验通过对造纸废水的水质分析以及传统Fenton工艺操作参数的优化,分析存在的问题,提出可行的升级改造工艺并开发研究新型非均相Fenton催化剂。利用多种技术手段对废水的极性物质含量、有机物分子量分布以及有机物种类进行分析,结果表明:废水中有机物主要为分子量大于3 kDa的大分子有机物,约占废水中TOC的93.7%;废水中有机物主要为疏水性有机物,其中强疏水性有机物占废水中TOC的59.2%。通过正交试验和单因素轮换试验,优化了传统Fenton工艺处理造纸废水的主要工艺参数。试验结果表明,主要参数对Fenton氧化出水CODCr值的影响大小顺序为:H2O2投加量>pH值>Fe2+投加量>反应时间。工艺最佳运行条件:反应pH值为3,H2O2投加量为8 mmol/L,n(H2O2:Fe2+)=2:1,反应时间30 min。处理过程所投加的药剂成本高,约1.0-1.7元/m3。针对废水的水质特性,提出三种改造工艺,即混凝-Fenton、碱析-Fenton和分点进水式Fenton。比较三种改造工艺处理造纸废水的效果,其中混凝-Fenton工艺处理效果优于其他两种。对混凝-Fenton工艺处理造纸废水中主要影响因素进行优化,确定了工艺最佳运行条件。混凝沉淀预处理单元:反应初始pH值为5,PAC投加量为72 mg/L,PAM投加量为1 mg/L,快速搅拌2 min,慢速搅拌5min,静沉30 min。Fenton氧化单元:反应初始pH值为3,n(H2O2:Fe2+)=1:1,H2O2投加量2 mmol/L,反应时间30 min。在满足排放标准中所规定CODCr的限值情况下,改造后的深度处理混凝-Fenton工艺所需药剂费用0.83元/m3,传统Fenton工艺药剂费用需1.3元/m3,相比之下,混凝-Fenton工艺能有效节约处理成本,达到改造目的。采用浸渍法和柠檬酸溶胶-凝胶法将Mn2+和Fe2+负载到分子筛,制备成新型非均相Fenton试剂。在使用新鲜催化剂时,浸渍法制备的非均相Fenton催化剂对废水中CODCr去除率约70%,高于柠檬酸溶胶-凝胶法的65%。对催化剂回收再利用,发现CODCr去除率下降到50%,这是由于分子筛上金属离子有所流失。