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本文研究了一种新型芬顿（Fenton）反应催化剂OR-SON的催化机理及对工业废水中生物难降解有机物的去除能力。通过小试研究了OR-SON催化剂用于Fenton反应时的催化性能和吸附性能,探讨了OR-SON催化Fenton反应的影响因素及处理效果,分析了OR-SON重复使用后催化作用失效的原因;在天津某工业园区污水厂中开展生产性试验,考察了OR-SON催化Fenton反应用于工业污水深度处理的效果,为污水厂提标改造提供了解决方案。采用苯酚配水研究了OR-SON在酸性和中性条件下,对Fenton反应的催化效果及催化机理。试验结果表明,当pH=3时,OR-SON对Fenton反应有最强的催化能力,使Fenton反应对H2O2的利用率提高了60%,使Fenton反应对苯酚的去除更快速,更彻底。当pH=7时,OR-SON对苯酚的去除以吸附为主,去除率为14.8%。吸附饱和的OR-SON对Fenton反应中H2O2的利用率下降了30%。OR-SON催化Fenton反应的影响因素有初始p H值、H2O2投加量、Fe2+投加量和OR-SON投加量。通过正交试验,得出影响该反应去除COD的影响因素的主次顺序为OR-SON投加量>Fe2+投加量>H2O2投加量>初始pH,最佳反应条件为初始pH=4,H2O2=27.75mg/L,Fe2+=50mg/L,OR-SON=40mg/L。OR-SON的加入提高了Fenton反应的COD去除率,减少了Fenton反应所需的Fe2+和H2O2的投加量。三维荧光光谱分析表明,原水经过OR-SON催化Fenton反应处理后,出水中的含苯环类物质的浓度明显降低。OR-SON能够重复多次使用,但催化作用随使用次数会有所下降。经过6次循环使用,OR-SON失去了对Fenton反应的催化促进作用。经过SEM、XRD、氮气吸附脱附的分析,发现OR-SON表面被污染,内部孔洞被堵塞,从而覆盖了OR-SON表面和内部的催化活性点位,使得OR-SON的催化作用失效。采用OR-SON芬顿氧化设备进行生产性试验,处理天津某工业园区污水处理厂二级出水。结果表明,在pH=7时,通过加药-反应-絮凝-沉淀工艺,深度处理出水的COD、SS、TP均达到一级A标准（GB18918-2002）。通过采用含OR-SON沉淀污泥的循环利用方法,能够显著降低OR-SON使用量,减少药剂成本。OR-SON催化Fenton技术处理效果好,拓宽了pH范围,催化剂可重复利用,药剂成本低,污泥产量少,适合用于污水处理厂的升级改造。