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利用化学混凝法和TiO2光催化法对西安兄弟纸业集团造纸废水的降解处理作了研究。首先用化学混凝法对造纸废水进行处理，确定了化学絮凝过程中复合混凝剂的种类、最佳配比以及复合混凝处理时的最佳工艺条件。按照复合混凝的最佳配比量加入造纸废水，进行混凝处理，使COD值由原来的5500mg·L-1可降至1000mg·L-1。随后采用TiO2光催化氧化法对混凝后的废水二次处理。通过实验分别利用两种方法即溶胶-凝胶法和微波辅助溶胶-凝胶合成法制取了纳米TiO2薄膜。同时对其各项性能进行表征分析，研究了其成膜机理、微观组成、表面性能及光学性能等。然后利用两种薄膜的光催化作用分别对复合混凝处理的废水进行二次降解，对处理工艺参数进行探讨。本实验具体内容和相关结论如下。首先对黑液进行混凝处理，选择聚合氯化铝（PAC），阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）和聚合硫酸铁（PFS）作为混凝试剂，通过COD、吸光度及沉淀量的测定，研究了单一的混凝剂降解效果，再探讨了复合型混凝剂的效果及pH值影响。结果证明：复合混凝处理优于单一混凝效果，并得到复合型混凝剂的最佳用量比（体积比）为PAC:PFS:CPAM=5:3:2，最佳酸度为pH=6。通过溶胶-凝胶法，选用Ti（OC4H9）4作为钛的前驱液，并采用浸渍-提拉法涂膜，经500℃烧结制成TiO2薄膜，通过X-射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），原子力显微镜（AFM），紫外-可见光谱（UV-vis）及膜表面接触角等检测技术对TiO2膜的结构、组成、光学性能及表面性能进进行表征分析。然后对混凝后废水进行光催化氧化处理，并对光催化法工艺参数进行了研究。可得结论为：该方法所制备的薄膜晶体构成主要为锐钛矿相，薄膜中颗粒小，排列致密且分布较为均匀，其中薄膜（负载4层）成膜效果优于薄膜（负载5层）；经能谱分析，膜中Ti和O原子个数比为1:2，说明薄膜所含主要成分为TiO2，并在紫外光λ=300nm处，有较大吸光度，同时膜表面接触角θ<90°，说明物质表面具有亲水性，经UV照射后，接触角（θ）变小，亲水性增强。光催化阶段最优工艺条件为：废水COD值在900mg·L-1附近，pH=3.5，紫外光（80W、254nm）辐照10.0h，光照距离d=8cm，降解效果最佳，COD去除率最高为77.9%。降解后废水COD值约为199mg·L-1，可用于循环制浆用水。以溶胶-凝胶法为基础，采用微波辅助低温合成法制备了TiO2薄膜。经X-射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）及膜表面接触角等测定手段分析表征TiO2薄膜微观结构，组成及表面性能，与溶胶-凝胶方法作对比。然后对混凝后废液进行光催化降解，同时对反应影响因素做了研究。结果说明：该方法可制得良好的锐钛矿型TiO2薄膜，与传统法相比，生成物颗粒变大，排列疏松且分布均匀，能谱分析可知薄膜主要成分为TiO2，且Ti原子含量增加，同时经紫外光（UV）照射后本实验法所制薄膜接触角变得更小，表明亲水性能优于传统法。光催化反应阶段最佳工艺参数是：废水COD值约为950mg·L-1，pH=4.0，紫外光（80W、254nm）辐照8.0h，水温为35℃，光距d=8cm，COD去除率最高为81.3%，降解后废水COD值仅为178mg·L-1，说明此方法提高了光催化剂活性。