随着工业化进程加快，大量有机难降解废水，尤其是某些新型工业废水，给传统的生化处理工艺带来难以克服的挑战。高级氧化技术是近二十年来被广泛研究和推广应用的水处理技术，其对废水尤其是有机污染废水具有很强的净化处理作用。其中非均相Fenton被认为是最具应用前景的高级氧化技术之一，其作用原理建立在传统Fenton氧化机理的基础之上，并在一定程度上克服了传统技术中的缺点，如反应所需pH范围较窄，催化剂难以回收重复利用等问题。本研究在考察了纳米Fe3O4磁性催化粒子及其负载杭锦2＃土的复合催化粒子，在温和的反应条件下对水中污染物的去除转化情况。　　（1）通过共沉淀法，制备合成了纳米Fe3O4磁性催化粒子以及负载在杭锦土表面的复合催化粒子。对催化粒子进行XRD和FITR表征显示，合成的纳米Fe3O4具有完整的正八面体结构，是典型的反尖晶石型Fe3O4，并且成功将其负载到杭锦2#土（HJ2#）表面。　　（2）纳米Fe3O4磁性催化粒子及其五种负载比的HJ2#/Fe3O4复合材料对苯酚和废水COD均有吸附作用，吸附平衡实验结果表明，吸附剂对污染物的吸附作用与颗粒物表面结构和比表面积有关。负载比高的复合材料吸附平衡时的吸附量较少，反之较高。催化剂颗粒对苯酚和废水COD的吸附均符合二阶吸附动力学模型，苯酚吸附相关系数R2>0.98，煤制油废水COD吸附相关系数R2>0.98。　　（3）非均相Fenton对苯酚废水的处理研究表明：非均相Fenton体系对苯酚的降解效率在pH值为3时最好，此时纳米Fe3O4的投加量对苯酚的降解效率符合一级反应动力学，纳米Fe3O4投加量为1g/L时，TOC去除率达到最大值44.2%。在初始pH值为3，苯酚浓度为100 mg/L，当H2O2的投加量为9 mmol/L时，180s内苯酚的去除率达到100%，120 min内TOC的去除率高达44.2%，HJ2#/Fe3O4复合材料在负载比5:2，催化剂投加2g/L，同样过氧化氢初始浓度和pH下对苯酚废水催化氧化可以获得相近的去除效果，且出水的铁离子含量可以大幅度降低。　　（4）纳米Fe3O4/非均相Fenton体系处理煤制油废水在pH值为3时最好，COD去除率达到74.73%，根据实际运行需求调整运行pH值为5.0条件下COD依然有42.8%的去除效率,且可生化性B/C由催化降解处理前的0.20提高到0.50以上，有利于后续生化处理。同时紫外光谱以及三维荧光光谱分析结果表明：纳米Fe3O4催化的非均相Fenton体系对单环芳香族化合物具有良好的降解转化能力。催化剂稳定性研究表明：同一批催化剂，经过5次循环利用，废水COD依然具有32.6%以上的去除效率。　　（5）五种负载比的HJ2#/Fe3O4复合材料在非均相Fenton降解煤制油废水研究的结果显示：单因子试验中，pH、废水稀释比、过氧化氢浓度、催化剂用量、催化剂负载比均对废水的COD降解影响。选取pH5.0环境下对其余四个影响因子设计四因素三水平的25组响应曲面实验，以废水COD去除率和铁离子浸出率作为响应值。得到多元二次回归模型方程，模型相关性系数R2分别为0.8995和0.9737，表明相关性显著。通过计算预测得到在pH5.0环境下的最大COD去除的反应条件。通过实验验证预测值与实际值接近，模型可信度较高。对最佳反应条件下出水的可生化性研究表明，该复合催化剂参与的非均相Fenton过程能有效提高废水的可生化性，可以作为生物降解前处理过程。催化剂稳定性研究表明，催化剂能连续三次对在废水降解中稳定运行，第四到七次中COD去除率降低，但去除率仍然在40%以上。