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目前，包含大量合成有机染料的工业废水排放入自然环境，染料废水具有有机物浓度高、色度大、含盐量高、可生化性差等特点，采用传统生物法直接处理较难实现，需要对其进行有效预处理以提高废水可生化性。本课题以高盐染料废水为处理对象，利用自制电化学反应器，考察内电解(IE)-电化学氧化(EO)耦合预处理高盐染料废水的可行性。
实验采用活性炭纤维(ACF)做电化学氧化的电极，为提高其电化学活性和催化性能，利用多种形态的纳米TiO2和纳米MnO2对之进行涂覆改性。水热法合成了7种纳米催化材料，借助透射电镜(TEM)考察了其形态和结构。通过组合获得6种TiO2/ACF、2种MnO2/ACF和12种TiO2&MnO2/ACF掺杂改性电极，利用循环伏安(CV)曲线测试对比其比电容，获得四种电化学性活性高的改性电极:TiO2纳米带(TB)/ACF、MnO2纳米管(MT)/ACF、TiO2纳米棒(TR)&MnO2中空微球(MS)/ACF、TiO2纳米棒(TR)&MnO2纳米管(MT)/ACF，并应用于电化学氧化处理废水中。
在处理废水时，首先考察了内电解和电化学氧化单独处理的条件。IE单独处理时以海绵铁和柱状活性炭为填料，最优处理工艺为:停留时间(HRT)48h，固/液比为25％，铁/炭体积比为1∶1，进水pH=2时，废水的COD和色度去除率达最大，分别为27.1％和36％。用未改性ACF作电极EO单独处理废水，HRT为36h，pH=6，电流密度8mA/cm2时COD和色度去除率分别为28.3％和44％。
在此基础上，将内电解与电化学氧化耦合处理高盐染料废水。对比IE+ACF和IE+TR&MT/ACF处理效果，COD去除率从54.4％提高到69.4％，说明改性电极具有更高的电化学和催化活性。IE+ACF比二者相同条件下单独处理COD去除率(20.6％，27.1％)的加和47.7％大，说明本体系是内电解和电化学氧化的协同作用。实验最佳条件为:应用TR&MT/ACF改性电极，耦合IE，磁性碳做第三维电极，在固/液比25％、铁/炭比1∶1、电流密度9.0mA/cm2、进水pH=5，HTR为20h。COD和色度去除率分别为73.5％和96.8％，COD由12059mg/L降到3196mg/L，色度由250，000倍降低到8000倍，说明内电解-电化学氧化耦合体系降解了大量有机物，且废水的BOD5/COD为从0.09提高到0.39，部分大分子有机物被降解为小分子，可生化性提高，有利于后续生化处理。