《水污染防治行动计划》（“水十条”）中特别提出要重点整治十大污染行业,如炼焦、印染和造纸等,并在“十三五”期间执行更加严格的废水排放标准。目前,相关企业的废水处理均以传统生物工艺为主,辅以少量物理化学工艺,出水中含有大量难生物降解有机物,无法满足日趋严格的排放标准。由于芬顿（Fenton）技术研究的展开,基于铁离子在线结晶的Fenton流化床技术,以其绿色、高效、反应条件温和等优点受到工业界的关注。此背景下,本文进行了Fenton流化床反应器的研制和运行研究,并借助计算流体力学（CFD）软件进行了模拟优化,最后研制出Fenton流化床放大反应器并进行了应用研究。研究旨在解决现行装置存在的不足,研制出一套更高效、通用、经济的装置,并总结出最优操作条件。通过实验和模拟,得出以下几点主要内容:（1）通过传统均相Fenton体系研究了废水初始pH值、H₂O₂投加量、Fe²⁺投加量(下文分别简称为pH、H₂O₂和Fe²⁺)三因素对活性红3BS模拟染料废水降解的影响强弱和最优条件。各因素影响强弱顺序为:pH>H₂O₂>Fe²⁺;最优条件为pH=3.5、H₂O₂=5mM、Fe²⁺=2.5mM,此时,TOC和COD去除率分别为58%和73%。（2）通过Fenton流化床反应器研究了降解活性红3BS模拟染料废水的最优条件,pH=3.5、H₂O₂=2.5mM、Fe²⁺=1.0mM、HRT=60min、担体膨胀度100%、担体量300g/L,此时,TOC、COD和总铁去除率分别为62%、71%和58%;同时,利用3D显微镜、SEM、XRF等表征手段证明了铁离子的在线结晶。（3）借助CFD软件,对反应器预反应区、分布承托板和流化区进行了模拟优化。得到最佳设计组合,分布管式进水、0.5mm孔径等间距布孔、内循环式固相流化;通过放大反应器实际运行测量,验证了模拟结果可靠。（4）研制出Fenton流化床放大反应器,利用其降解活性红3BS模拟染料废水。得到最佳操作条件为,pH=3.5、H₂O₂=2.5mM、Fe²⁺=1.0mM、HRT=60min、回流比=30、H₂O₂预混加药方式,此时,TOC、COD和总铁去除率分别为65%、78%和62%。（5）利用Fenton流化床放大反应器进行了实际废水应用研究,良好的处理效果说明Fenton流化床放大反应器优化设计取得了初步成功,同时也证明了反应器具有良好的通用性。