随着我国现代化产业的迅速发展,使得水污染问题日趋严重,对环境和人体的健康构成了很大的威胁。染料废水作为一种有毒难降解的有机污水,被列为我国水污染控制重点解决对象,染料废水的处理方法已成为当前水处理研究的热点。电化学技术以其特有的优势在染料废水治理领域崭露出良好的应用前景,本文系统地对阴阳极同时作用电化学法处理甲基橙模拟染料废水进行了研究,分析其作用机理及反应条件,考察甲基橙去除的规律,为难降解有机废水处理的发展提供试验依据。本研究的试验装置为自制电化学反应器,处理对象为模拟染料废水甲基橙,主要研究内容包括:电化学反应电极的优选;阴阳极同时作用电化学法处理甲基橙模拟染料废水的单因素影响及响应曲面研究;甲基橙降解的动力学分析;阴阳极同时作用电化学法对甲基橙降解的简单机理探讨及紫外-可见光谱分析。试验分别以石墨、钛基铱涂层、钛基钌涂层为试验阳极材料,分别在溶液中有氯离子存在和无氯离存在两种情况下讨论,结果表明,钛基铱涂层电极无论是在有无氯离子情况下对甲基橙的降解效果都优于其他两种电极材料;在最优阳极下分别以石墨、钢板、钛板为试验阴极材料,结果表明,钛板电极对甲基橙的降解优于其他两种电极;在最优电极下考察当溶液中有无氯离子时对甲基橙的降解效果,结果表明氯离子的存在能协助反应对甲基橙的降解,而且反应过程中电极化学性质稳定,适合做最优电极。通过单因素试验得出甲基橙的脱色率随Fe3+浓度的增加先增大后减小,最适Fe3+浓度为1mmol/L;适量的Cl-浓度对甲基橙去除率有一定的影响,偏低偏高都不适合降解甲基橙反应;电流密度对整个反应起促进作用,电流密度越大甲基橙降解率越高同时能耗也越大;曝气量选择在合适的范围内能有效降解甲基橙,本试验选择曝气量大小为1.5L/min;电解质投加量对整体反应影响不大,最适电解质浓度为1g/L;随着极板间距的增加甲基橙脱色率呈递减的趋势,这是由于间距太远介质之间来不及转换阻碍反应的进行;甲基橙的脱色率随时间的增加而增大。通过Box-BehnkenDesign响应面优化分析,建立阴阳极同时作用电化学法的模型方程为:R=91.19+3.47×Fe3+浓度-0.63×Cl-浓度+8.55×电流密度+0.4×Fe3+浓度×Cl-浓度-4.06 X Fe3+浓度X电流密度+0.34 X Cl-浓度X电流密度-4.79 X(Fe3+浓度)2-4.81 X(C1-浓度)2-5.26×(电流密度)2。并得出最佳操作条件为Fe3+浓度为1.02mmol/L、Cl-浓度为10.96mmol/L和电流密度为11.52 mA/cm2,最优响应值脱色率是94.6654%。通过三维响应曲面图分析得出,各因素对脱色率影响大小为电流密度的影响>Fe3+浓度的影响>Cl-浓度的影响;各因素之间的交互作用对脱色率的影响大小为:电流密度&Fe3+浓度>电流密度&Cl-浓度>Fe3+浓度&Cl-浓度。甲基橙在阴阳极同时作用电化学体系中的降解符合一级动力学模型,各反应因素对反应速率常数影响不同;通过紫外可见光谱分析得知甲基橙在氧化降解中浓度不断降低,降解效果较好,其分子中的偶氮结构的n-π*和苯环共轭体系的π-π*结构均遭到了破坏。阴阳极同时作用电化学法对甲基橙去除效果显著,该方法操作简单,占地面积小,更佳高效节能,通过进一步研究与完善,可以用于工程实际。