本研究聚焦精制棉生产过程中产生的高浓度有机废水处理难题，针对其色度深、COD值高、可生化性差等典型特征，系统性地探索了多级耦合处理工艺的优化路径。通过对比Fenton氧化、电化学催化、臭氧微纳米气泡等高级氧化技术的脱色效能，结合混凝沉淀与生物接触氧化的协同作用，构建了"化学氧化-物化预处理-生物强化"的三段式处理体系。实验数据表明，采用改性铁碳微电解作为预处理单元，在pH=3.0、反应时间90分钟条件下，可使初始色度达800倍的废水脱色率达到78.3%，同时实现COD负荷削减42.6%。进一步研究发现，将光催化氧化与膜生物反应器（MBR）联用后，系统对木质素衍生物等难降解物质的去除效率提升至91.5%，出水色度稳定在20倍以下，COD值降至80mg/L以下，显著优于传统活性污泥法的处理效果。研究特别揭示了过硫酸盐活化过程中自由基生成机制与发色基团断裂的构效关系，为开发低成本、低污泥产量的深度处理工艺提供了理论依据。