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聚丙烯腈基碳纤维作为先进复合材料最重要的增强材料之一，以其优异的性能广泛应用于航空航天、国防军工和民用工业等各个领域。在以二甲基亚砜为溶剂的一步法制备聚丙烯腈碳纤维过程中，会产生大量含丙烯腈和二甲基亚砜的废水。该废水中丙烯腈是剧毒物质，生物可降解性差;二甲基亚砜是溶解性和渗透性极佳的“万能溶剂”，难分离难降解，且在水体中会被逐渐还原生成硫醚、硫醇和硫化氢等会产生不愉快气味的有毒物质;处理不当将会对人体健康和水体系统造成极大危害。因此，研究含丙烯腈和二甲基亚砜废水的降解机理和处理工艺，可为聚丙烯腈基碳纤维生产废水处理的工程应用提供理论依据和设计参数，对聚丙烯腈基碳纤维生产企业降低水处理成本、减少环境污染、实现绿色生产具有重要的指导意义。 本课题以含丙烯腈和二甲基亚砜的聚丙烯腈基碳纤维生产废水为主要研究对象，采用UV-Fenton氧化法，即在固定强度的紫外光照射下，以H2O2作为氧化剂、FeSO4·7H2O作为催化剂，分别对含200mg/L的丙烯腈模拟废水、5g/L的二甲基亚砜模拟废水及它们的混合废水进行氧化处理实验。通过气相色谱仪、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析仪、总有机碳分析仪等设备对体系中污染物及其降解产物进行分析，初步探索了UV-Fenton氧化过程中丙烯腈和二甲基亚砜的降解机理，研究了体系中初始H2O2浓度、Fe2+浓度及pH值等因素对降解过程的影响，确定了三种废水的最佳处理工艺条件。主要结论如下: (1)以体系初始H2O2浓度、Fe2+浓度以pH值为变量，分别对含200mg/L的丙烯腈模拟废水、5g/L的二甲基亚砜模拟废水及它们的混合废水进行正交实验。结果表明，对于以上三种废水，在选定的影响因素及其范围内，pH值是主要控制因素，其次是体系初始H2O2浓度，最后是体系初始Fe2+浓度。 (2)对于含200mg/L的丙烯腈模拟废水，当反应体系初始H2O2浓度小于0.015mol/L、Fe2+浓度小于0.05g/L时，丙烯腈的去除率随H2O2、Fe2+浓度增加有明显提高。之后继续增大体系初始H2O2、Fe2+浓度，丙烯腈最终的去除率没有明显增加。因此，UV-Fenton氧化法处理该废水的最佳工艺条件是体系初始H2O2浓度为0.015mol/L、Fe2+浓度为0.05g/L、pH值为5，此时体系中丙烯腈的去除率可达92％。 (3)对于含5g/L的二甲基亚砜模拟废水，当反应体系初始H2O2浓度小于0.15mol/L、Fe2+浓度小于0.6g/L时，二甲基亚砜的去除率随H2O2、Fe2+浓度增加有明显提高。之后继续增大体系初始H2O2、Fe2+浓度，二甲基亚砜最终的去除率没有明显增加。因此，UV-Fenton氧化法处理该废水的最佳工艺条件是体系初始H2O2浓度为0.15mol/L、Fe2+浓度为0.6g/L、pH值为3～4，此时体系中二甲基亚砜的去除率为90％左右。若在此条件下将H2O2分三次等量加入，可使二甲基亚砜的去除率提高至95％。 (4)对于含200mg/L的丙烯腈和5g/L的二甲基亚砜混合模拟废水，当反应体系初始H2O2浓度小于0.25mol/L、Fe2+浓度小于0.6g/L时，体系中污染物的去除率随H2O2、Fe2+浓度增加有明显提高。之后继续增大体系初始H2O2、Fe2+浓度，体系中污染物的最终去除率没有明显增加。因此，UV-Fenton氧化法处理该废水的最佳工艺条件是体系初始H2O2浓度为0.25mol/L、Fe2+浓度为0.6g/L、pH值为4，处理效果最佳，此时体系中污染物去除率可达到90％。 (5)UV-Fenton氧化法降解丙烯腈的过程中，体系中大部分丙烯腈氧化生成含碳和含氮的无机盐，存在于液相产物中;少量丙烯腈混凝在FeSO4生成的Fe(OH)3中，存在于固相产物中。 (6)UV-Fenton氧化法降解二甲基亚砜的过程中，体系中的二甲基亚砜首先被氧化生成含硫基团CH3SO2-与无硫基团HCHO。含硫基团CH3SO2-非常不稳定，又会迅速被氧化成CH3SO3-，之后生成HCHO与SO4-;而无硫基团HCHO被氧化最终生成CO2。其中，CH3SO3-氧化生成HCHO与SO4-的反应是整个降解过程的控制步骤。