活性染料常用于棉纤维素纤维、蛋白质纤维、锦纶、粘胶纤维的染色,由于上染率不高,导致染色废水中通常残存活性染料,在排放前必须进行妥当处理,否则会对水体造成污染。芬顿氧化处理染色废水存在药剂消耗量大、p H范围窄、产生铁泥多等缺点。因此,探索更加高效、便利、低成本的高级氧化技术有重要意义和科学价值。本文以活性红X-3B为模型化合物,过氧化氢为氧化剂,黄铜矿、黄铁矿、铁碳复合料和海绵铁四种铁基催化剂替代传统可溶性铁（II）盐,构建异相类芬顿和电芬顿高级氧化体系,处理模拟染色废水,并进行实际染色废水处理工业试验,研究得到的主要成果如下:（1）以铁碳复合料、海绵铁、黄铜矿、黄铁矿为代表的铁基催化剂类芬顿体系能够有效处理含活性红X-3B模拟染色废水。对于1.0g/L的活性红X-3B模拟废水,活性红X-3B去除率可达100%,COD去除率可达90%。对比四种催化剂,铁碳复合料对COD去除效果最佳,但黄铜矿、黄铁矿受废水初始p H影响较小。初始p H=2的强酸性条件下和p H=8的弱碱性条件下,类芬顿氧化效果减弱,最佳条件为p H值3～4。催化剂投加量越大,COD去除效果越好。铁基催化剂可以通过溶出的Fe2+以均相反应生成·OH,然而单纯的均相芬顿氧化对COD去除效果不及铁基催化剂异相类芬顿氧化,铁碳复合料、海绵铁、黄铜矿、黄铁矿表面固相铁有催化作用。实验证明,黄铜矿、黄铁矿表面铁的异相催化作用比溶出Fe2+均相催化更为重要。活性红X-3B类芬顿氧化动力学过程可以用Behnajady-Modirshahla-Ghanbery（BMG）动力学模型t/（COD0-COD）=m+nt描述和预测。（2）对于活性红X-3B浓度为1.0 g/L的模拟废水,电解能够有效处理,添加Fe2+通过电芬顿氧化反应能够使染料降解得到改善。在电芬顿氧化体系中,石墨阳极比形稳阳极（Dimensinal Stable Anode,DSA）有更好的处理效果。使用铁基异相催化剂代替可溶性亚铁盐,处理效果比均相电芬顿氧化体系稍好,其突出优点是p H范围广,污泥量少。铁碳复合料去除效果最佳,活性红X-3B和COD去除率可以达到100%和80%,单位能耗0.31 k Wh/g COD。四种铁基催化剂循环使用试验表明,活性红X-3B去除率基本保持不变,氧化反应速率稍有下降。铁碳复合料和海绵铁循环使用5次,COD去除率下降20～24%,黄铜矿、黄铁矿循环使用5次,COD去除率没有明显下降。XRD分析表明,类芬顿、电芬顿反应后,黄铜矿和黄铁矿晶体结构没有显著变化。XPS测试结果显示,使用后的黄铜矿有一定氧化,特别是S元素化合价变化较大;黄铁矿使用前后其元素化学形态几乎没有改变。黄铜矿、黄铁矿有更好的稳定性和工业应用价值。（3）在铁基催化剂类芬顿和电芬顿氧化体系中,铁基催化剂在水中缓慢溶出金属离子,黄铁矿和黄铜矿导致溶液p H下降,铁碳复合料和海绵铁导致溶液p H上升,溶出的Fe2+参与均相电芬顿反应。黄铁矿和黄铜矿溶出金属离子浓度较低,均相催化作用的贡献率较小,固相界面发生的异相催化作用占主导地位。表面铁、铜通过异相芬顿反应催化H2O2分解生成·OH。电子自旋共振测试证实了·OH和~1O2的存在。投加自由基清除剂评估活性氧（ROS）对污染物去除的相对重要性,发现·OH、~1O2·O2-等ROS对染料氧化降解起到关键作用。（4）废水中Cl-加速活性红X-3B和COD去除,归因于自由氯的原位产生。DSA析氯能力远高于石墨阳极,溶液中总有效活性氯浓度是石墨阳极的5倍以上。在电芬顿系统中,废水存在Cl-时,黄铜矿和黄铁矿作催化剂条件下,活性红X-3B氧化降解反应速率有所提升,而海绵铁和铁碳复合料作催化剂条件下,活性红X-3B氧化降解反应速率降低;在黄铜矿、黄铁矿和铁碳复合料作催化剂条件下初始COD去除速率有所提升,海绵铁作催化剂时几乎不变。铁基催化剂存在时最终COD去除率更高,污染物去除的单位能耗显著降低。活性氯对催化剂有氧化作用,当废水中氯离子浓度大时,在短时间内生成大量活性氯,与催化剂（亚铁离子/铁基催化剂）反应不利于废水中染料降解矿化。（5）将黄铁矿类芬顿氧化技术应用于印染厂染色废水深度处理,工业试验表明,混凝-黄铁矿类芬顿氧化工艺对废水具有良好的处理效果,COD和色度去除率分别为89%和94%,深度处理回用工艺运行成本约为1.5元/t。黄铁矿类芬顿氧化工艺适用p H范围广、催化剂可重复使用、运行操作简单。综上所述,基于铁碳复合料、海绵铁、黄铜矿、黄铁矿芬顿氧化反应和电芬顿氧化反应是去除染色废水中活性染料的有效途径,可以提高效率、降低成本。本研究揭示了铁基催化剂作用机制,明确了活性红X-3B染料氧化降解途径,对于异相类芬顿和电芬顿氧化技术的实际应用具有参考价值。黄铁矿类芬顿氧化处理染色废水具有良好的推广应用前景。