本研究以广东某钢铁有限公司烧结烟气脱硫废水作为研究对象,其经过化学沉淀（硫化物沉淀）处理后的化学需要量（COD）、氨氮（NH₄⁺-N）等污染物含量仍然较高,均无法达到GB13456-2012《钢铁工业水污染物排放标准》中间接排放标准,需经过深度处理以便回用或排放到总废水处理中心。目前国内对钢铁行业烧结烟气脱硫废水中COD、NH₄⁺-N去除还没有可借鉴的成熟技术,受该钢铁厂的委托开展此项研究工作,我们在对烧结烟气脱硫废水处理方法进行初探的基础上,确定采用CaO₂强化Fenton-MAP组合工艺对烧结烟气脱硫废水中COD、NH₄⁺-N进行深度处理,具体开展了小试研究、放大试验研究以及CaO₂强化Fenton-MAP组合工艺去除模拟废水和实际废水中COD和NH₄⁺-N的机理研究,得出以下主要结论:（1）初探研究结果表明:不同方法对烧结烟气脱硫废水中的COD和NH₄⁺-N的去除率分别在14%-86%和4.5%-15.8%之间,其中,CaO₂强化Fenton工艺对COD的去除率最大值为86%。在此基础上,进行折点加氯法、吹脱法和磷酸铵镁沉淀法（MAP法）对NH₄⁺-N的二级处理结果表明NH₄⁺-N的去除率在16%～90%之间,其中MAP法对NH₄⁺-N的去除率最大值为90%,因此确定采用CaO₂强化Fenton-MAP组合工艺深度处理钢铁工业烧结烟气脱硫废水中的COD和NH₄⁺-N。（2）小试研究结果表明,CaO₂强化Fenton方法的最佳工艺条件:pH值为3.0～3.5,Fe²⁺投加量为1.6mg/L、CaO₂投加量为2.0mg/L,[H₂O₂]/[Fe²⁺]=1.0,反应时间为30min;二级NH₄⁺-N处理方法即MAP法的最佳工艺条件:pH值为9.0,温度小于40℃,Mg:N:P=1.5:1:2.2,沉淀时间为20min。在上述最优条件下,经组合工艺处理后COD和NH₄⁺-N的去除率分别达到91.20%和92.07%,COD和NH₄⁺-N剩余浓度分别为177.8mg/L和19.03mg/L,COD值低于GB13456-2012《钢铁工业水污染物排放标准》中间接排放限值。（3）放大试验研究结果表明:组合工艺对脱硫废水中COD和NH₄⁺-N有较好的去除效果,去除率分别稳定在79.98%～82.4%和90.28%～92.75%,出水COD和NH₄⁺-N的浓度范围分别为160.5mg/L～199mg/L和9.4mg/L～19.3mg/L,COD值低于GB13456-2012《钢铁工业水污染物排放标准》中间接排放限值。（4）CaO₂强化Fenton去除COD的机理:（1）通过分析原脱硫废水（烟气脱硫废水经化学沉淀处理后出水）TOC检测结果可知,由有机物引起的化学需氧量的消耗约占总消耗量的10.16%。通过GC-MS、高效液相色谱、离子吸收、FT-IR的检测结果可知引起原废水COD值高的主要污染物为亚硫酸根、多环芳烃以及含有硅氧键的有机/无机污染物。（2）污染物中不饱和的Si-O-Si键和O-Si-Me键吸附原废水中F^-以及阴离子团(SO₃^2-等),导致脱硫废水中COD难以降解,CaO₂强化Fenton法处理原废水时,·OH可以氧化降解废水中的多环芳烃、使硅氧键断裂以及使环状硅氧烷开环,硅氧键断裂开环使得被吸附的阴离子及阴离子团得以解吸,F^-、小分子硅氧烷与废水中Ca²⁺反应生成钙硅复合沉淀,使得脱硫废水中COD得以去除。