随着我国经济的快速发展，水污染问题日益凸显，由此对污水治理新技术新设备的要求也日益突出。催化铁内电解法与传统处理工艺在原理上有很大不同，是一种新的水处理技术，其适用水质范围广，耗铁量小，可以提高种类众多化学物质的生化性。论文以催化铁内电解方法为核心技术，围绕该技术并结合处理对象的特殊性，构建独立的单元处理设备或者和其他处理技术集成形成组合设备，为实施催化铁内电解这一新型水处理技术奠定基础。　　 根据毒害工业废水预处理的工程化要求和实现该方法的相关滤料组成的要求，提出了分别适合于上向流式反应器和平流式反应器的催化还原单元化滤料形式。对上流式催化铁内电解单元设备进行了流态模拟，模拟结果表明设备布水均匀，阻力分布均匀，基本无水流短流，且各处的水流紊动基本可保证界面传质效果。实际工业污水的预处理效果表明：该设备具有一定的抗冲击负荷能力，尤其对pH具有较好的缓冲能力，在微氧工况(D00.9～1.4 mg/L)下运行COD去除率比较高，平均去除率可达到54.5％，色度去除率也可达到43％，磷酸盐的去除率可达71.2％。　　 开发了水解酸化技术和催化铁还原技术耦合的水处理设备，在发挥两种技术各自优点的同时，可以互相促进，出现协同效应。设计了一体式和分置式催化铁与水解酸化的耦合装置，两种装置各有优缺点，处理效果的验证试验表明：分置式耦合系统对COD、TN、P043-和TP的去除率均高于一体式耦合系统，分置式耦合系统对COD、TN、P043-和TP的去除率分别为46.2％、22.3％、32％和29.6％；一体式耦合系统对COD、TN、P043-和TP的去除率分别为30.7％、16.8％、19.9％和15.7％。分置式耦合系统可以缓解微生物对铁的腐蚀的影响，而定期排泥和清洗催化铁载体可以避免催化铁填料的堵塞，利于铁离子的溶出，提高处理效率；但分置式耦合系统结构较为复杂，运行费用较高。实际工程应用效果表明耦合装置对提高出水水质具有明显作用。　　 对催化铁内电解技术进行拓展，为强化其混凝作用，利用平流式反应器，并加入曝气装置，构建了曝气催化铁反应装置。处理效果的验证试验以某大型城市污水处理厂的生活污水为处理对象，结果表明，经处理后出水中的COD和磷均可达到国家二级排放标准。而出水中总铁的浓度平均只有2.8mg/1，与进水浓度相差不大，不会引起新的污染。另外，比较射流器和气泵的曝气效果表明：采用气泵作为曝气设备，可使系统的均匀充氧，并且从反应池底部管道进气，加强了系统内部的纵向传质过程，可消除了射流器工艺中填料底部0.15m空间所造成的横向短流现象，有效改善出水水质，使装置经济而又有效的运行。　　 将催化铁内电解预处理应用于水源水处理发现对污染物有较好的去除效果，由此构建了催化铁内电解生物膜耦合体系，验证试验结果表明：耦合体系对水源水的预处理效果要好于单独生物膜体系；在NOz--N、CODmn、TP和UV254的平均去除率上，耦合体系比单独生物膜体系分别高出19.O％、8.5％、45.4％和9.O％，NH3-N去除效果相差不大。耦合体系的生物膜量要明显大于单独生物膜体系的生物膜量。　　 将催化铁单元化滤料置于CAST主曝气区适当位置，构建了CAST催化铁耦合装置进行城市污水的同时脱氮除磷处理试验研究，结果表明：反应器出水COD均在50 mg/L以下，达到一级A出水标准。对总磷去除效果良好，在运行期间基本可达一级A标准。对生物的反硝化作用有一定的促进作用，在出水水温17.9-26.5℃，催化铁滤料及时清淤的情况下，可使出水TN稳定13mg/L附近。而且CAST催化铁耦合工艺反应器出水总Fe一般都比较小，不超过0.7mg/L。出水可过滤总Fe介于0.01-0.03mg/L之间。