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偶氮染料废水难以生化降解,对环境造成很大威胁。虽然微生物电化学系统(Microbial electrochemical system,MES)已经在偶氮染料废水处理方面显示出一定的潜力,但仍然存在一些问题需要解决,如偶氮染料降解效率低、能耗较高、矿化率低等。本文以偶氮染料作为处理对象,分别构建了微生物燃料电池(MFC)一微生物电解池(MEC)耦合系统以及MES耦合碱性类芬顿系统强化偶氮染料的降解,研究结果将进一步推动MES技术在偶氮染料废水处理方面的应用。本文的研究内容和主要结论如下：1、构建了MFC-MEC耦合系统强化偶氮染料的去除,系统考察了不同影响因素对耦合系统去除偶氮染料的影响,同时建立了耦合体系的理论模型。相比于单个MFC,MFC-MEC耦合系统偶氮染料脱色率提高了36.52-75.28%。生物阳极的基质浓度对MFC-MEC耦合系统去除偶氮染料的影响显著,而阴极pH的影响则较小。通过理论分析建立了MFC-MEC耦合系统电流输出与单独MFC/MEC短路电流之间的关系式,揭示了MFC-MEC耦合系统强化偶氮染料去除的先决条件是MFC单独运行时的短路电流要大于MEC的短路电流。2、将碳酸氢根激活过氧化氢体系(BAP)耦合于MES中用于强化废水中偶氮染料的去除,克服了电芬顿局限于酸性条件的限制,将其应用拓展到碱性范围。首先考察了不同因素对BAP体系降解偶氮染料的影响,研究发现,在pH 13提高H202和C032-浓度可以提高BAP对偶氮染料的脱色能力,但是pH8.6时H202和HC03-浓度对BAP影响并不明显。然后探索了MES耦合BAP体系碱性条件下去除偶氦染料的可行性,结果表明耦合系统比单独电化学还原条件的脱色率提高了21.13%,最后通过自由基猝灭实验和电子自旋共振谱手段研究了碱性条件下BAP的降解机理,并通过高分辨质谱解析了偶氮染料的降解产物以及可能的降解路径。