近年来随着我国现代化工业的迅速发展,难降解的染料有机污染物也越来越多,染料废水一直时候我国水处理工业的一个重点。电化学高级氧化技术,因其具有环境友好型特点,在染料废水处理中有很大前景。本文在阴阳极同时作用电化学法的基础上加了隔膜装置,对甲基橙模拟染料废水的处理进行了研究,分析作用机理及反应条件,探究反应原理,为难降解有机物处理奠定基础。本文选取的研究对象是甲基橙模拟的染料废水,在自制的电化学反应器中,系统地研究了隔膜体系中阴阳极共同作用电化学氧化法处理染料废水。主要内容有:电极及隔膜材料的优选;有/无隔膜体系电化学法处理甲基橙的影响因素分析;有/无隔膜体系电化学法对甲基橙的去除率和能耗的对比;阴阳极室内分别对甲基橙降解的动力学分析、降解机理分析和紫外-可见光谱分析。试验分别选取石墨、钛基铱涂层、钛基钌铱涂层作为阳极材料,结果表明,钛基钌铱涂层电极比其他两种电极材料对甲基橙的降解效果好;在最优阳极下,分别选取石墨、钢板、钛板作为阴极材料,结果表明,钛板电极对甲基橙的降解优于其他两种电极;在最优电极条件下,分别以棉布、涤纶747、涤纶729为试验隔膜材料,结果在隔膜材料为涤纶729时甲基橙的降解效果更好。研究了隔膜体系及无隔膜体系电化学氧化法中电解质Na2SO4的投加量、初始甲基橙浓度、电极板间距、电压、曝气量等因素对处理效果的影响,分析了两种方法的影响机制。在有/无隔膜两种体系中,适当地投加电解质能够有效提高脱色效果,但不宜过多;在初始甲基橙的浓度较低时,甲基橙的脱色效果更好;电极板间距的大小对甲基橙脱色效果的影响存在最佳值;随着电压的增加反应效果呈现先上升后下降趋势,并且电压越大决定反应体系的能耗越多,所以电压不宜过高:曝气速度对阴极室内甲基橙的脱色率影响较大,对阳极室内甲基橙的脱色率几乎无影响;反应时间越长有机物的降解越彻底,但是时间过长,会增加体系能耗,所以要选择适宜的时间。在以下条件下:电解质Na2SO4的投加量0.02mol/L、初始有机物浓度100mg/L、电极板间距4cm、电压20V、曝气量2L/min,电解60min时两种体系中甲基橙的脱色率和COD的去除率都达到最佳状态。甲基橙在无隔膜体系中的脱色率为75.21%,COD的去除率为60.00%。隔膜体系中,在阴极室中,甲基橙的脱色率为90.23%,COD的去除率为70.77%。在阳极室中,甲基橙在的脱色率为99.60%,COD的去除率为75.38%。隔膜系统电化学氧化法对甲基橙的降解效果好过无隔膜系统,而且隔膜系统中阳极室对甲基橙的脱色率好过无隔膜系统。在最佳试验条件下,对比了有/无隔膜体系电化学氧化法的能耗。建立了隔膜体系和无隔膜体系能耗模型,结果表明,隔膜体系中阴极室的能耗仅为无隔膜体系能耗的38%,阳极室的能耗仅为无隔膜体系能耗的16%。综合分析,不论在脱色率方面还是在能耗方面,隔膜体系阴阳极共同作用氧化法都更具有优越性。隔膜体系阴阳极共同作用氧化法中阴阳极室内甲基橙的降解均符合一级动力学模型,力学方程是-lnCt/Co=kt。因各种因素的影响反应速率不同。紫外-可见吸收光谱的检测,表明了甲基橙在电解过程当中浓度不断降低,即破坏了分子结构又存在矿化作用,从脱色方面来说,阳极室比阴极室的效果好,但是从矿化水平方面来说,阴极室比阳极室中甲基橙的矿化水平高。