苯胺-2,5-二磺酸（CAS 98-44-2，分子式C₆H₇NO₆S₂）属于芳香族磺酸类中间体，广泛用于偶氮染料、活性染料及药物合成。其废水以溶解态强电解质形式存在，所含磺酸基使化合物具备极强的水溶性，常规混凝药剂难以实现相转移。该废水的初始pH处于1~3，SO₄²⁻质量浓度超过5000 mg/L，COD在8000~20000 mg/L之间，色度呈深棕色，BOD₅/COD低于0.10，可生化性极差。排放控制按GB 8978一级标准执行：COD≤100 mg/L，苯胺类≤1.0 mg/L，NH₃-N≤15 mg/L，色度≤50倍。单一好氧生化无法在合理停留时间内使COD降至排放限值，必须构建以化学氧化破环、厌氧脱磺酸基、好氧矿化及深度吸附组合的工艺链。
铁碳微电解与Fenton氧化耦合
铁碳微电解作为Fenton的前置工序。在pH=2~3条件下，铁粉与活性炭颗粒接触构成原电池，阳极Fe−2e⁻→Fe²⁺，阴极在酸性介质中2H⁺+2e⁻→2H（初生态氢）。初生态氢具有强还原性，使芳香环上的磺酸基随之活化并部分脱离，同时Fe²⁺溶出为后续Fenton反应提供催化剂。该阶段将芳香磺酸结构中的C–S键极化，显著降低后续氧化所需的活化能。
Fenton氧化的核心反应为Fe²⁺ + H₂O₂ + H⁺ → Fe³⁺ + ·OH + H₂O，以及Fe³⁺ + H₂O₂ → Fe²⁺ + ·OOH + H⁺。羟基自由基（·OH）的电极电位为+2.80 V，能够在微秒级与芳环发生亲电加成，生成多羟基环己二烯中间体，随后C–S键彻底断裂，硫元素以SO₄²⁻形式进入液相，苯环开环产生马来酸、草酸等短链羧酸。控制H₂O₂投加量为理论COD当量的2.5倍，Fe²⁺与H₂O₂摩尔比1:8，反应时间2 h。该单元出水COD去除率为55%~70%，BOD₅/COD从0.05~0.10提升至0.30~0.40，为后续生物处理奠定基础。
混凝沉淀与厌氧水解酸化
Fenton出水含有较高浓度Fe³⁺和氧化中间体。用氢氧化钠调节pH至8.5，Fe³⁺形成Fe(OH)₃胶体，其比表面积大，能够吸附共沉淀未降解的芳香片段和胶体态有机硫化物。混凝出水COD削减20%~30%，同时消除对微生物具有毒性的残余H₂O₂。
混凝后进入厌氧水解酸化池，水力停留时间24 h。在严格厌氧环境中，驯化的硫酸盐还原菌以有机物为电子供体，催化芳香磺酸的还原脱硫反应，C–S键断裂后生成无机硫和低分子芳香中间体，SO₄²⁻被还原为S²⁻。溶解态S²⁻与废水中残余Fe²⁺结合生成FeS沉淀，从液相中分离硫元素，同时避免硫化物抑制后续产酸菌和产甲烷菌。该阶段去除约30%的TOC，核心功能是将不可生物降解的磺化芳烃转化为酚类、苯胺类等可生物降解产物，并释放氨基供后续硝化反应利用。
A/O生物脱碳脱氮
水解酸化出水进入缺氧/好氧（A/O）系统。缺氧段中反硝化菌以短链有机物为碳源，将硝酸盐还原为N₂；好氧段异养菌将酚类、乙酸等中间体彻底矿化为CO₂和H₂O，同时自养硝化菌将NH₄⁺氧化为NO₃⁻，再回流至缺氧段完成生物脱氮。A/O系统出水COD降至120~150 mg/L，NH₃-N低于10 mg/L，但残余苯胺类化合物和色度仍高于排放限值，必须进行深度处理。
臭氧催化氧化与活性炭过滤
深度处理采用臭氧催化氧化结合颗粒活性炭。臭氧在催化剂表面分解产生·OH，将残余芳环及苯胺类物质氧化为CO₂、H₂O和NH₄⁺。臭氧分子对氨基的直接亲电攻击具有选择性，能够优先破坏苯胺结构，使苯胺类浓度降至1.0 mg/L以下。活性炭床作为终端保障单元，通过孔道吸附和表面疏水作用去除未氧化的小分子有机物、色素和微量毒性中间体。出水COD稳定在80 mg/L以下，色度低于30倍，苯胺类未检出。
工艺组合结论
完整处理流程为：调节池→铁碳微电解→Fenton氧化→混凝沉淀→厌氧水解酸化→A/O生化→臭氧催化氧化→活性炭过滤→达标排放。各单元功能严格衔接：铁碳微电解与Fenton完成芳香环的初步破裂和C–S键断裂，厌氧水解酸化彻底清除磺酸基并提升可生化性，A/O同步去除碳源和氮源，臭氧与活性炭净化残余污染物。该组合工艺对总COD去除率达98.5%，出水各项指标满足GB 8978一级标准，适用于含苯胺-2,5-二磺酸及其同类芳香磺酸废水的工业处理。