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在目前已有的染料废水处理方式中,生物处理是主要一种的处理手段,但是由于其降解速率较慢,使其有一定的局限性。本论文选用石墨烯材料氧化石墨烯（GO）和氮掺杂改性还原态石墨烯（N-rGO）作为氧化还原介体,以Orange G为目标污染物模拟染料废水,研究了GO和N-rGO活化过一硫酸盐（PMS）以及促进Na2S通过化学方法降解染料和通过厌氧颗粒污泥生物降解染料的影响因素和在UASB反应器中模拟运行的情况。首先本文中对不同的石墨烯材料GO和N-rGO进行了表征并进行了分析。之后进行染料降解实验,氧化石墨烯（GO）促进Na2S还原降解效果明显。染料的速率过程随着GO投加量、反应体系温度、Na2S浓度的提高而增加。反应体系pH值过高,碱性环境则不利于染料降解,在中性环境中染料降解效果最佳,酸性条件下反应无法进行;掺氮还原态石墨烯（N-rGO）/PMS体系对于染料的降解具有良好的效果,反观氧化石墨烯（GO）/PMS体系降解效果不佳。染料降解速率与N-rGO投加量、反应体系呈正比。PMS浓度在一定范围内随着浓度的增加染料降解效果越好,当PMS浓度过大,染料降解减弱;最后还进行了GO/Na2S以及N-rGO/PMS体系中染料Orange G降解的TOC和UV-Vis光谱分析。石墨烯材料N-rGO和GO作为氧化还原介体能大幅的增加活性颗粒污泥厌氧降解染料的效率,均高于AGS单独降解。体系中偶氮染料降解速率与厌氧颗粒污泥投加和石墨烯材料投加量成正比,强酸或强碱的环境使厌氧污泥失活,致使染料降解速率降低;在反应器体系的实验中偶氮染料降解速度与AGS浓度和碳质材料的投加量成正相关,原本染料Orange G降解率维持在40%左右,在第30天投加了石墨烯材料GO和N-rGO后,偶氮染料的降解率上升到90%左右,反应器出水染料浓度降低至8.32mg/L。综上,石墨烯材料作为碳质材料具有氧化还原特性,在颗粒污泥厌氧降解染料废水的实验中起到了加速电子转移从而加速染料降解的作用,这与其自身的理化性质有密切的关系。