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生物电化学芬顿系统(Bio-Electrochemical-Fenton System，BES-Fenton)是将生物电化学系统和芬顿技术耦合而发展出的一种新型高级氧化处理技术，该技术实现了Fenton试剂的原位生成和能量自给，具备高效节能的优点，同时克服了以往Fenton法试剂投加量大、试剂利用率低、铁污泥产量高和能量输入大的缺点。铁源是影响BES-Fenton系统性能的重要因素，目前研究中大多为人工合成的铁源，试剂成本较高且稳定性较差。因此，寻求性能优、成本低、稳定度高的铁源成为将BES-Fenton系统推向实际应用的关键。 本研究以对硝基苯酚(p-Nitrophenol，PNP)作为目标降解有机物，探究了天然褐铁矿作为BES-Fenton系统铁源的可行性，优化了影响该系统性能的基础材料和运行参数。在优化运行条件下，进一步研究了该系统的作用机理，包括该系统降解PNP过程的反应动力学、多作用对PNP去除贡献比较、褐铁矿铁源催化作用机理、PNP在该过程中的可能降解路径等。 研究结果表明:在碳毡作为阴极材料，Na2SO4电解质浓度为0.5 g/L，外阻值为20Ω，阴极液pH为2.0，褐铁矿用量为112mg，曝气速率60 ml/min的优化参数下，利用BES-Fenton系统处理初始浓度为0.25 mM的PNP溶液，6h内可实现95.7±1.8％的PNP去除率。 本研究的BES-Fenton系统对初始浓度为0.25～2.50 mM的PNP溶液均具有良好的去除效果，其降解过程均满足准一级反应动力学模型。BES-Fenton系统处理PNP废水过程中(T=6 h)，各种物理化学作用的主次关系为:碳毡吸附作用≈Fenton矿化作用＞电化学还原作用＞膜吸附作用＞Fe2+还原作用＞H2O2氧化作用。BES-Fenton系统处理PNP废水过程中。反应初期(T=0～6 h)，PNP和TOC去除率分别为51.6±2.6％和21％，碳毡吸附作用和Fenton矿化作用较为显著;反应后期(T=6～24 h)，PNP和TOC去除率分别为99.2±0.4％和51.6±2.6％，Fenton的矿化作用占据主导地位。 褐铁矿作为BES-Fenton系统的铁源具有效率高、成本低、稳定性强等优点，一次性投加112 mg褐铁矿可维持该系统高效运行7个周期以上，各周期6h内的PNP去除率均高于94％;对褐铁矿的成本估算表明，BES-Fenton每处理1 m3浓度200 mg/L的PNP过程中的铁源成本为每0.27￥/(1000 g/LPNP)。褐铁矿在该系统中主要以异相催化作用为主，加速了系统中Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)的循环过程，有效地提高了Fenton反应效率。