印染废水是我国工业废水的排放大户,具有色度深,成分复杂,处理难度大等特点,经物化及生化处理所得二级出水仍难以达到排放标准,需进行深度处理,目前国内缺乏经济有效的深度处理技术。本论文提出了一种印染废水生化出水深度处理的思路,即首先将印染废水生化出水中的染料、浆料、表面活性剂和微生物代谢产物等有机物用活性炭吸附富集,达到吸附饱和后再通过高级氧化法原位再生饱和活性炭再生,降低了深度处理成本,为活性炭的大规模工业化应用提供了技术支撑。(1)活性炭吸附法深度处理印染废水生化出水对市售的活性炭进行比选,通过吸附实验结果和活性炭的表征,挑选出适合处理该废水的的活性炭。研究了新活性炭深度处理印染废水生化出水的影响因素和吸附特性。当活性炭投加量为10 g/L,不调节废水初始pH值,静态吸附120 min后,废水COD和TOC去除率达到73.01%和86.82%,出水COD和TOC值分别是 76.81 mg/L、12.95 mg/L。(2)Fenton氧化再生活性炭经过一系列单因素实验,考察了再生时间、双氧水投加量、pH、H202与Fe2+摩尔比、Fenton试剂投加方式等因素对再生吸附效果的影响。结果表明当pH值为1,双氧水投加量为1 mL,双氧水与亚铁离子摩尔比为20:1,再生时间为180 min时,再生效果最好,按COD、TOC去除率计算的再生效率分别为49.93%、36.80%。(3)基于过硫酸根自由基的高级氧化法再生活性炭基于过硫酸根自由基的热活化PMS和SPS法对活性炭再生具有较好的效果,且性质稳定能够克服Fenton再生反应剧烈的缺陷实现原位再生。当温度为100℃、氧化剂投加量为1 g/g、再生时间为60 min、不调节初始pH值的条件下,经热活化PMS和SPS再生后的活性炭再生效率(按COD去除率计算)分别达到53.9%和55.98%,SPS再生效果略优于PMS。采用Fenton、双氧水+SPS、单独双氧水、热活化SPS四种方法进行活性炭再生半工业实验,结果表明四种方法再生三次后达到相似的再生效率54.42%～60.07%,再生效率并不会随着氧化剂投加量的增加而增加,有一定的限值。实际操作中应合理控制氧化剂的投加量,避免氧化剂的浪费。技术经济分析表明热活化SPS方法再生活性炭具有较好的工业应用前景。(4)活性炭表征测定新炭、饱和炭和再生炭BET比表面积、碘值、苯酚吸附量、亚甲蓝值,表面官能团含量,结果表明活性炭再生后比表面积由饱和活性炭的70.48 m2.g-1恢复至231～376m2.g-1,其中Fenton法再生后比表面积恢复的最高,但是远小于新炭的1157 m2·g-1。再生炭的苯酚吸附量、碘值、亚甲蓝值相对饱和炭也均有一定恢复,苯酚吸附值恢复程度较大,达到50%左右。Boehm滴定表明饱和活性炭的表面基团含量相比新炭下降,经过三种高级氧化技术再生后,再生炭表面酸基团含量增加,碱基团含量减少。FT-IR分析结果表明新炭、饱和炭、再生炭的红外光谱基本一致,说明表面官能团的种类基本一致。饱和炭和再生炭的C—O含量相比新炭减少。SEM分析表明饱和活性炭经Fenton再生后增加了小孔,但质地仍然致密。而经热活化PMS和SPS再生后,表面增加一些小孔,质地更加疏松。SEM-EDS、XRD、XPS分析结果表明新活性炭不含铁及其化合物,而饱和炭经过吸附印染生化废水后,吸附少量铁,以无定形的FeOOH形式存在。同时,实验证明活性炭对过氧化物的分解有催化作用。