生物电化学系统(Bioelectrochemical System,BES)作为一种新型生物处理技术,正日益受到研究人员的关注。生物电芬顿系统,即将BES与芬顿法相结合,阳极产生的电流可以在阴极产生过氧化氢,进而产生羟基自由基,降解污染物。近年来,许多研究工作集中于将生物电化学系统和其他工艺耦合处理污染物。本文主要研究生物电芬顿体系处理染料废水的问题。并对复合电极的制备、筛选及优化,反应器降解活性艳蓝KN-R的条件,以及Fe-Mn/ACF复合电极的稳定性进行了研究。主要研究结论如下:(1)在生物电化学系统启动过程中,在经过一个月左右的驯化期,阳极电势逐步趋于稳定,最后达到-0.55 V左右,这表明,驯化已经完成。(2)通过对在不同电极与不同pH条件下降解活性艳蓝KN-R,以及在相同条件下的过氧化氢的产量进行对比,发现在装有Fe-Mn/ACF复合电极的生物电芬顿系统中活性艳蓝KN-R的降解率和过氧化氢的产量都是最大的,因此,在后续的实验当中选Fe-Mn/ACF复合电极作为研究对象进行分析。(3)采用FT-IR、SEM、EDS等技术对Fe-Mn/ACF复合电极进行表征。结果表明:碳纤维经氧化处理后,表面含氧官能团增多,当负载有催化剂后,羧基峰减弱,这表明催化剂与碳纤维上的羧基发生了化学反应,不仅仅只是发生了物理负载,且当掺入少量的锰化合物后可以抑制铁化合物颗粒粒径的增长,进而可使碳纤维表面的负载物颗粒粒径变小,分散更均匀。(4)对空白组和分别装有Fe2O3/ACF复合电极与Fe-Mn/ACF复合电极的反应器的主要电化学指标进行探究。结论如下:通过极化曲线和功率密度曲线分析得出装有Fe-Mn/ACF复合电极的反应器具有更好的产电性能;通过电化学阻抗谱分析得出装有Fe-Mn/ACF复合电极的反应器具有更低的内阻,有利于反应的进行;此外,还通过Tafel曲线分析得出Fe-Mn/ACF复合电极的催化活性更高。因此:Fe-Mn/ACF复合电极的性能最好,表明适量锰的加入,可极大地提高生物电芬顿系统的功率密度,从而提高处理活性艳蓝KN-R溶液时对电子的利用效率。(5)本文在生物电芬顿系统处理活性艳蓝KN-R的实验中,先对Fe-Mn/ACF复合电极进行了优化,结果表明:Fe-Mn/ACF复合电极在制备过程中铁、锰离子摩尔比以及总离子浓度分别为3:1和0.04 mol L-1时,活性艳蓝KN-R的降解效果最好。之后探究了活性艳蓝KN-R溶液的初始pH值与初始浓度对降解率的影响,结果表明:最适pH值与初始浓度分别为5和30 mg L-1。最后,研究表明装载有Fe-Mn/ACF复合电极能进行十二个批次的不连续降解活性艳蓝KN-R实验,并且到第十二批次时,KN-R降解率依然能保持在81.1%,由此可见,该系统稳定性能较好,具有较好的应用前景。