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染料废水是一类典型的难降解废水,具有成分复杂、色度大、CODcr高等特点,传统方法难以将其有效处理。低温等离子体技术作为一种新型高级氧化技术,可在不添加其它化学试剂的条件下产生一系列物理及化学效应,如紫外光、冲击波、电场及含氧活性物种（·OH,·O,O3,H2O2等）。其中,含氧活性物种可与废水中的难降解有机物反应,实现有机物的开环、断键,从而有效地处理难降解废水。其中,介质阻挡放电因其操作简单、放电稳定等优势,已受到研究者的广泛关注。然而在废水处理领域,该技术尚存在能耗高、矿化率低以及机理不明确等问题,限制了该技术的放大应用。为了提高等离子体活性组分利用率,从而降低废水处理能耗,提高矿化率,本文设计了一种介质阻挡放电等离子体反应器,主要由介质填充床和微孔曝气板组成。基于设计的等离子体反应器,本文从放电机理的研究出发,考察了单独等离子体技术及其与其他技术耦合的方法对染料废水的处理效果,为介质阻挡放电等离子体技术在染料废水处理中的实际应用提供了技术支撑和理论依据。本文的主要研究内容及结论如下:（1）为了探明等离子体反应器的放电机理,认识放电过程中等离子体的产生机理和传播规律,利用COMSOL Multiphysics软件建立流体模型对介质填充床层和微孔曝气板中的放电规律进行分析。以氩气为模拟放电气氛,主要考察放电电压、介电常数对放电过程的电场强度、电子密度以及离子密度分布的影响。结果表明:作用于废水有机物的等离子体组分主要包括产生于介质填充床层的长寿命粒子以及产生于微孔曝气板表面气膜内的短寿命粒子。介质球的加入可以使局部场强增强,使放电等离子体在更低电压下产生。在较低电压下,电子主要分布在放电腔体中局部场强较大的地方。放电电压越大,电场强度越强,平均电子密度越大,但是过大的电压会导致介质击穿。当填充介质的介电常数εr小于50时,εr越大,放电空间的场强和电子密度越大。微孔曝气板几何模型结果表明:存在于气液接触的气膜内的电子密度仍大于1016 m-3,说明该反应器可以实现等离子体原位产生。（2）以亚甲基蓝溶液为模型废水,探讨等离子体反应器对染料废水的降解性能。主要考察了放电电压、空气流量、溶液初始浓度、初始p H值、初始电导率值对亚甲基蓝降解的影响,并通过FT-IR和LC-MS分析了亚甲基蓝可能的降解机理。结果显示:在放电电压为7 k V、空气流量为1.5 L/min的条件下,利用有介质球填充和无介质球填充的反应器放电处理30 min,其亚甲基蓝降解率分别为97.5%和65%,这说明介质球的填充可以使反应器在相同电压下产生更多的等离子体活性组分。相比于单独臭氧处理,等离子体反应器可以原位产生羟基自由基,故其降解亚甲基蓝的CODcr和TOC去除率更高,分别为48.3%和38.5%。此外,等离子体处理10 min,其能量收率高达9.3 g/k Wh。而不同初始p H值和电导率值对亚甲基蓝降解的影响不大。亚甲基蓝降解机理表明:高能电子、臭氧以及羟基自由基是降解有机物的主要活性组分。（3）为了进一步提高废水的降解速率及矿化率,引入一种碳基吸附材料（AC/PUF）,考察等离子体与AC/PUF耦合处理亚甲基蓝废水的协同效应。结果表明:处理10 min,亚甲基蓝的降解率达97.9%,能量收率达13.5 g/k Wh;处理30 min,CODcr去除率高达90.6%。此外,耦合工艺的G50高达38.3 g/k Wh。这表明耦合工艺可以在降低处理能耗的同时,加快亚甲基蓝降解速率并大幅提高废水矿化率。（4）以活性红241、活性黄EDA以及活性黑5三种偶氮染料为研究对象,考察介质阻挡放电等离子体技术对实际染料废水的降解性能,分析三种染料在对应特征波长下的吸光度变化值以及CODcr去除率。结果表明:单独等离子体技术对活性黄EDA废水的降解效果最佳,处理时间30 min,降解率可达100%,CODcr去除率达94.8%;而耦合AC/PUF的工艺处理20 min即可达到100%的降解率,CODcr去除率在30 min达100%。另外,探究了等离子体对实际混合废水的处理效果,结果表明:等离子体与AC/PUF耦合的工艺对废水降解率及CODcr去除率均高于单独等离子体处理,显示了耦合工艺的优势。此外,BOD5/CODcr值由初始的0.21提高到处理后的0.67,表明等离子体处理技术可使实际混合废水的可生化性大大提高。