伴随着染料行业的快速发展,染料在其种类与数量上不断增加,由此带来的废水污染环境的问题日益突显,已逐渐成为我国水环境的主要污染源。作为工业染料中所占比例最多的偶氮染料,具有颜色较深、成分复杂多变、处理困难等特点,使得目前较为传统的如吸附法、絮凝法、生物法等水处理技术往往很难完全有效对其进行降解。而一种新型的集声、光、电、物理化学等各种氧化技术于一身放电等离子体水处理技术,因其与有机污染物反应时没有选择性、不会产生二次污染、反应迅速,正在慢慢受到广大科研人员的密切关注。本文自行设计并研制了气液串联放电等离子体水处理反应器,以具有典型偶氮结构染料的甲基橙作为目标对象,对反应器结构及各种工艺参数、反应器性能以及降解脱色过程进行研究,得出以下结论：(1)设计加工了气液串联放电反应器,通过比较分析反应器不同结构参数下甲基橙脱色速率常数k及能量利用效率G50%值的变化,优化确定了最佳实验操作条件：放电阳极采用不锈钢材料加工,形式为五针,针间距17mm,针长为2mm；针电极与地电极间距10mm,通气流量0.18m3/h；地电极为孔径20目(1.0mm)的圆盘状不锈钢网,并在放电阳极上端设置五层间距为15mm的不锈钢阻挡网。(2)提升高压脉冲电源的外加电压和脉冲频率可以明显地提高甲基橙脱色速率,但考虑到高压脉冲电源的实际承受能力,综合确定脉冲电压为42kV,脉冲频率为120Hz。k值随着溶液初始浓度、初始电导率和自由基抑制剂浓度的增大而减小,对甲基橙脱色速率起阻碍作用,k值随溶液初始pH的增大而增大,说明碱性条件下有利于甲基橙脱色。(3)通过五次重复性实验,实验误差<2.1%,表明本反应器具有较好的稳定性能；与其它文献相比,本放电体系降解甲基橙的能量效率G50%为0.61×10-9mol/J,有一定的优越性；初始浓度为60mg/L的甲基橙放电15min降解率为97%,CODcr,去除率30min为41%,表明降解过程中甲基橙发生脱色的反应迅速,但短时间内无法将其完全矿化降解。(4)根据对甲基橙降解过程中溶液中pH值与电导率的变化、溶液中NO2-/NO3-离子浓度的变化和UV-Vis全波长扫描光谱图的分析推断,甲基橙可能的降解途径为首先是整个甲基橙分子的破裂,其次含有苯环结构的基团发生开环断裂反应,生成一些类似于甲酸、乙酸的小分子有机酸,随着反应的继续进行,最终生成SO42-NO3-等无机离子和CO2H2O。