国内存在大量以农业类草料为原料、传统元素氯漂白的造纸企业，由于缺乏相应的碱回收设施生产过程中产生大量的中段废水，不仅具有高浓度的BOD、COD、色度问题，而且含有大量有毒、难生物降解的、能够在环境中生物积累的氯化木素，传统的化学预处理及活性污泥法难以满足日益严格的排放要求。制浆造纸企业必须寻求深度处理的手段，来满足排放要求。　　Fe0方法由于其运行低耗、原料易得、操作简单、具有降解污染物质的能力而成为一种极具前途的水处理工艺，将Fe0法产生的Fe2+作为Fenton反应的催化剂，投加双氧水，形成产生?OH自由基的类Fenton反应，称之为Fe0-H2O2方法。本研究首次利用Fe0和Fe0-H2O2两种方法，以二级生化后的中段废水出水为研究对象，考察两者对COD、色度及AOX的去除效果，以期建立满足不同阶段处理要求的中段废水深度处理工艺。　　首先，利用极化曲线、腐蚀电位、循环伏安曲线测定选择出Fe0法最佳阳极（铸铁屑）和阴极材料（活性炭），曝气能提供充足的O2，提高废水体系的腐蚀电位。通过正交试验得出Fe0法处理中段废水在最佳条件下取得COD、BOD、色度、AOX的去除率分别为51.6％、54.8%、92.1%、62.5%。与PAC、PFS混凝试验的比较表明Fe0法生成的Fe2+具有优越于常规铁盐的絮凝性能，Fe0法处理中段废水具有理想的色度去除率，出水满足COD≤300mg/L，仍需后续工艺进一步处理以降低COD。　　对于Fe0-H2O2法，在室温最优条件下COD、色度及AOX去除率分别达到74.2%、99%和85.6%左右，出水满足COD≤120mg/L。而单独Fenton在最优条件t=50min、进水pH=4～5、Q=0.8Qth、FeSO4投加量m=180mg/L下色度及COD去除率分别为86～88%和57～60%；表明Fe0与Fenton反应具有很好的协同效应。　　在基准条件下分析N2体系和通air/O2体系UV-Vis光谱变化和不同双氧水投加量0.25Qth和1.0Qth条件下的Fe0-H2O2体系中双氧水浓度的变化，表明氧气的引入对于低H2O2投量情况下有机物的降解是非常有效的，溶解氧作为氧化剂继续参与反应可适当减少双氧水的投加量，并能利用溶解氧增强微电解电势差，提高传质效率，降低运行成本，利于Fe0-HO法工业化应用。　　运用紫外吸收、红外光谱、气相色质联机、凝胶渗透色谱等分析手段考察Fe0、PFS混凝、Fe0-H2O2处理前后废水组份的变化。结果表明PFS混凝后大量含不饱和双键的发色或助色基团仍都存在，仅是所占的比例有了不同程度的降低；经过Fe0法处理后2,4-氯苯酚等氯酚彻底消失，发生了部分脱氯降解反应；Fe0-H2O2体系处理后检测出来的污染物种类较少，浓度大幅度降低，大部分木素及其衍生物成份得到去除，具有明显的AOX去除作用，处理后的废水组分94.9%通过分子量为3,000的膜，部分分子量较大的组分断裂成小分子量的组分。　　求得Fe0-H2O2体系中COD去除的动力学方程为：　　采用该动力学模型能较好的预测中段废水中COD的去除情况，为Fe0-H2O2体系处理难降解有机废水的开发在理论和方法上提供参考。　　长期性运行试验表明，在进水流量控制在500ml/min时，Fe0滤柱出水色度及COD去除率达到49.6%和93.2%，Fe0-H2O2滤柱出水色度及COD去除率达到98%和78%，分别能够满足不同时段的排放要求；GC分析显示Fe0-H2O2系统对氯酚类物质和其他有机物的去除效果明显优于Fe0系统；作为后续处理的砂滤能够消除剩余铁离子产生的“泛黄”现象。　　对反应后铁屑表面采用扫描电镜(SEM)分析发现，铁屑表面附集着大量不规则絮状沉淀物，红外谱图(IR)分析发现表面沉淀物主要为铁的氧化物（Fe3O4）和氢氧化物（α-FeO(OH)）构成，并吸附少量的有机物。酸洗处理对填料表面活性恢复效果显著，高强度气水反冲洗能有效脱除铁屑表面沉积物，提高降解脱色效率。建议在工程应用中根据实际情况，对填料床每个月反冲洗1-2次，1-2个月用酸活化一次。经济效益预测表明，项目技术设备工业化后，采用Fe0法时污水处理单位制水成本为0.62元/m3；采用Fe0-H2O2法达到第三时段及回用水质的要求，污水处理单位制水成本1.80元/m3，经济效益显著。