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染料废水,由于具有色度高、组分复杂、生物难降解等特点,传统的工业废水处理手段已经不能满足新的环保标准。近年来,非均相Fenton技术发展迅猛,在染料废水处理领域表现出良好的应用前景。非均相Fenton技术的核心在于非均相Fenton催化剂,寻找一种性能稳定、来源广泛、廉价的催化剂载体至关重要。造纸污泥具有来源广泛、无机成分含量高、处置困难等特点,因此可作为一种潜在的非均相Fenton催化剂载体的来源。与此同时,也可以推动造纸污泥的资源化利用,实现以废治废。本论文提出了利用造纸污泥(Paper Mill Sudge,PMS)制备非均相Fenton催化剂,并用于处理染料废水的新思路。以造纸污泥和FeSO4·7H2O为原料,通过一步合成法制备基于造纸污泥的非均相Fenton催化剂,并以合成染料亚甲基蓝模拟废水为目标污染物,系统地研究了非均相Fenton体系和非均相光Fenton体系对亚甲基蓝模拟废水的处理性能、工艺条件、反应动力学以及反应机理；通过催化剂重复使用实验,评价了催化剂的稳定性和使用寿命。主要研究内容如下：1、基于造纸污泥的非均相Fenton催化剂制备研究。以FeSO4·7H2O和造纸污泥为原料,利用焙烧法制备出稳定、催化活性高的纳米复合物催化剂(PMS-Fe-400)。通过单因素条件实验得出催化剂制备的最佳条件为：FeSO4·7H2O/造纸污泥质量比0.4：1,焙烧温度为400℃,焙烧时间为60min。运用SEM、XRD、EDX、BET、FT-IR、DSR等表征手段对所制备的催化剂理化性质进行充分表征,表征结果表明,催化剂中的铁元素以α-Fe2O3的形式存在,二氧化硅和负载铁元素之间形成了Si-O-Fe键,存在大量2-10nm的介孔,比表面积为19.37m2/g,对紫外和可见光都可以响应,在水溶液中分散性能较好,且具有较好的磁性,能够磁性回收。2、非均相Fenton降解亚甲基蓝的研究。考察PMS-Fe-400/H2O2非均相Fenton体系对目标污染物染料亚甲基蓝降解效果。在最佳反应条件(亚甲基蓝初始浓度为50mg/L、催化剂投加量为1g/L、H2O2投加量为2mL/L、初始pH=4)下,反应90min后,亚甲基蓝的降解率达到92.4%,TOC去除率75.6%,降解过程符合假一级动力学方程；机理研究表明,非均相Fenton反应是亚甲基蓝降解的主要路径(占61.4%),催化剂表面铁离子溶出而导致的均相Fenton反应是亚甲基蓝降解起次要路径(占31%)；该体系中对亚甲基蓝氧化降解其主要作用的自由基为羟基自由基；整个反应过程中催化剂的铁离子溶出量低于0.5mg/L,5次重复使用后对亚甲基蓝的降解率仍能达到83%以上,表明催化剂具有良好的稳定性和较长的使用寿命。3、非均相光Fenton降解亚甲基蓝的研究。为了进一步优化反应参数,在PMS-Fe-400/H2O2非均相Fenton体系基础上引入可见光(vis)照射,考察vis/PMS-Fe-400/H2O2非均相光Fenton体系对亚甲基蓝降解效果。在最佳反应条件(亚甲基蓝初始浓度为20mg/L、催化剂投加量为0.6g/L、H2O2投加量为1mL/L以、初始pH=6的条件)下,反应120min后,亚甲基蓝的降解率达到98%,TOC去除率85%,降解过程符合假一级动力学方程；在可光的照射下,体系初始pH=2-8范围内,该体系亚甲基蓝都有很好的降解效果,表明反应体系能够适应较大的酸碱度范围,克服了传统Fenton的瓶颈(pH=2-3)；机理研究表明,非均相光Fenton反应是亚甲基蓝降解的主要路径(占88%),由催化剂表面铁离子溶出而导致的均相光Fenton反应是亚甲基蓝降解起次要路径(占10%)；在最佳条件下对催化剂的铁溶出量低于0.21mg/L,5次重复使用后对亚甲基蓝的降解率仍能达到92%,表明催化剂在光Fenton反应体系下同样具有很好的稳定性和较长的使用寿命。