畜禽污水由于成分复杂,有机物浓度高,是目前较为难处理的有机污水之一,传统处理方式在工艺流程以及处理效果方面存在其局限性。微波催化氧化技术在污水处理中速度快,效率高,但更多应用于工业污水。与传统加热相比,微波、催化剂、氧化剂之间存在协同作用,不仅可以节省处理时间,并且可以提高COD去除率。本课题以畜禽污水为研究对象,以COD浓度为评价指标,主要研究了微波与催化剂、氧化剂联用对畜禽污水中COD的降解效果。首先建立了微波催化氧化实验台,对比分析水浴加热与微波加热对COD的去除效果,并研究分析了不同组分之间的协同作用。分别以均相态的颗粒活性炭和氧化铜为催化剂,探究了单一因素对COD降解效果的影响。通过单因素实验的结果探讨初始p H值、微波时间、微波功率、催化剂用量和过氧化氢用量对COD降解效果的影响规律,并得到五个因素的优化取值范围。微波时间、微波功率、催化剂用量以及过氧化氢用量对两种微波辅助反应体系的影响不同,主要与活性炭和氧化铜的比表面积、介电常数、密度等物性参数有关。为研究微波催化氧化工艺降解COD的最佳实验条件、不同因素对COD降解效果影响作用的强弱以及不同因素之间的相互作用,在单因素实验选定的优化范围内,采用正交实验和响应曲面优化实验方法进行测试,得到了微波-活性炭反应体系和微波-氧化铜反应体系内各因素对COD影响作用强弱顺序和最佳实验条件。活性炭作催化剂比氧化铜的COD去除效果更好。在微波诱导过氧化氢的过程中,催化剂对COD去除效果影响不可忽略。通过分析单一催化剂和负载催化剂对COD的去除率,并进一步探讨了催化剂性能对微波诱导催化氧化的影响;采用浸渍煅烧方式制备炭载催化剂,通过XRD、BET等表征方法测试了负载效果和负载活性组分。测试结果表明:制备的炭载催化剂负载效果良好,活性组分主要以Cu O形式存在;经五因素四水平的正交实验优化后,得到了微波-炭载催化剂反应体系内各因素对COD影响作用顺序和最佳实验条件。实验中发现,炭载催化剂对COD的降解效果优于活性炭,COD平均去除率提高21.3%。但由于孔隙结构的破坏以及活性物质的浸出,炭载催化剂在重复使用性方面弱于单一活性炭催化剂。为分析反应体系内温度场的变化,利用COMSOL Multiphysics对微波作用下体系内的传热进行建模,重点研究了反应过程中的热点效应。数值模拟结果表明,活性炭位置出现局部热点,以活性炭为中心,由内向外温度逐渐降低,呈现明显的温度梯度。不同微波功率下,反应体系内平均温度的实验结果与模拟结果最大误差仅为5.8%。