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偶氮染料废水由于其高色度、强毒性、难降解,在还原条件下易分解产生致癌性芳香胺,而被视为现今急待治理的废水之一。为此,本论文以具有典型偶氮染料结构的甲基橙的水溶液为处理对象,采用减压膜蒸馏法、微波场技术、超声波场技术及Fenton 试剂法,对其进行了较为全面的研究。在所研究的工艺条件范围内,以甲基橙溶液的脱色率、COD 去除率以及紫外光谱所反映的结构变化进行降解效果的评价;较系统地研究了上述方法的工艺条件对甲基橙溶液处理效果的影响行为,探讨了偶氮染料的降解机制;探索了上述方法的组合工艺,考察了组合工艺条件对处理效果的影响行为,并初步探讨了耦合降解机制。通过减压膜蒸馏分离法处理甲基橙溶液的研究表明,随着进料温度的提高,处理液中组分的扩散速率增加,热侧溶液的饱和蒸汽压增大,有利于提高脱色率及COD去除率;进料流速的增加,有利于热量和质量的传递,从而提高其分离效率;冷侧压力的降低,使过程的推动力降低,降低了膜通量,但却增大了脱色率及COD去除率,提高了甲基橙溶液的分离效率。微波场处理甲基橙溶液的实验研究表明,微波场对低浓度(<50 mg/L)的甲基橙溶液的脱色率及COD去除率处理效果明显,而微波场+Fenton法在处理效果相同时在时间效率上有了大大的提高。微波场降解甲基橙的机理是利用微波作用下的化学反应的非热效应,改变了反应动力学机理,降低了反应活化能。通过处理前后的紫外可见光谱图可见,甲基橙具有的苯环结构和萘环结构被破坏,从而表明甲基橙已经被降解。超声波场及超声波+Fenton法对甲基橙溶液的研究表明,超声波对直接破坏甲基橙结构的作用不明显,超声波+Fenton是一种有效的降解甲基橙的方法,超声波起加速Fenton试剂脱色甲基橙溶液和提高.OH反应速率的作用,从而能加速甲基橙溶液的脱色,并有助于提高COD的去除率,和Fenton试剂的利用率。