印染废水成分复杂，污染物浓度高、污水排放量大，是纺织印染行业的首要污染物来源，其中，染料废水的脱色和矿化则是印染废水处理的难点。近些年来，由于纺织印染工业的发展，印染废水的处理难度逐渐增大，而排放标准却随着环保要求的提高而逐渐提高，因而，印染废水的深度处理越来越受到研究者和企业的关注。本文针对印染废水深度处理这一问题，在本课题组前期研究成果的基础上，为了进一步提高催化剂催化效率、提高膜通量并降低膜污染、解决PVDF的O3氧化及紫外光氧化等问题，分别从催化剂改性实验、膜组件性能实验、反应器设计等三个方面开展研究，最终设计了一种高效微波无极光催化-平板超滤膜分离耦合工艺对活性艳红X-3B染料废水进行深度处理，并根据实验结果，探索印染废水光催化-膜分离耦合工艺的最佳条件。在催化剂改性方面，本文采用溶胶-凝胶法在粉末活性炭表面负载二氧化钛，有效组合活性炭的吸附功能和二氧化钛的光催化性能。通过实验研究得出最佳负载条件为：煅烧温度为500℃，煅烧时间为4小时，连续进行3次负载。自制的催化剂在125W高压汞灯照射下，投加量为1g/l，处理50mg/l活性艳红X-3B溶液1小时后，脱色率可以达到99.9%，矿化率可以超过80%。通过对负载催化剂进行SEM，XRD和IR表征分析可知，二氧化钛在活性炭表面大量负载，催化剂粒径变大，二氧化钛为锐钛矿型。在膜组件性能测试方面，本文针对前期研究中中空纤维膜通量不稳定及较易堵塞等问题，选用平均孔径小于0.1μm的PVDF平板超滤膜进行实验，结果表明：PVDF平板超滤膜不仅可以完全拦截催化剂，而且在较低跨膜压差（5kpa）下可以获得较高的膜通量（100LMH），膜污染程度很低。在本实验条件下，采用平板膜代替中空纤维膜实现对印染废水的深度处理是光催化-膜分离工艺的一项重要改进。在反应器设计与构建方面，为了能够保证膜组件的长期运行及一体式光催化-膜分离反应器的连续稳定运行，本文首先通过膜抗性实验研究，论证PVDF膜材料在本实验条件下的抗紫外辐射、抗臭氧氧化性能；其次根据二氧化钛催化剂受激发的响应波段和微波无极紫外灯的光谱特性，采用模拟光源，研究了主波长分别为365nm和254nm的UVA、UVB在染料溶液、催化剂悬浊液、染料-催化剂混合液中的消光特征。结果表明，在本实验条件下，UVA和UVB的传播距离较短，只有3-5cm，但在作用距离以内，染料-催化剂混合液可以很好地吸收并利用紫外光；最后，结合膜抗性实验与紫外消光实验结果，设计并制作了一套光催化-膜分离耦合处理的装置。根据以上研究结果，采用本研究设计的光催化-膜分离耦合处理装置，以活性艳红X-3B模拟染料废水为对象进行工艺实验，得出最佳处理条件为采用四根无极灯照射，气水比为50：1，染料初始浓度为50mg/l，催化剂投加量为1g/l。在该条件下连续处理6小时后，染料脱色率和矿化率分别达到80%和30%。