陈 洋，巫先坤，杨 峰，周腾腾，钱莎莎

(1.江苏南大华兴环保科技股份公司，江苏 盐城 224001；2.南京大学盐城环保技术与工程研究院，江苏 盐城 224001)

随着大量化学及相关工业的涌现，难降解废水排量剧增。废水中包含多种有毒、致癌、致突变的化合物，并且多数化合物具有较好的化学稳定性，生物降解性差[1]。排放到水体中对我国环境造成巨大危害。因此，迫切需要一种新型的处理技术，能够更加适应工业废水水质复杂的特点。

非均相催化臭氧氧化技术是近年兴起的新型技术，属于高级氧化技(AOPs)的一种，其优点在于催化剂能将臭氧催化分解成氧化性能更强的·OH，以达到更加高性能的污染物去除效果[2]。另外，非均相催化臭氧氧化技术不仅保证了催化剂的回收和再利用，避免了催化剂所造成的二次污染，而且能够适应绝大多数的工业废水，是工业废水处理技术中较有前景的处理技术[3]。

1 非均相催化臭氧氧化机理

(1)O3在n型氧化物表面反应过程如下式[5]：

Pd*+O3→Pd*O+O2

Pd*O+O3→Pd*O2+O2

Pd*O2→Pd*+O2

(2)O3在p型氧化物表面反应过程如下式[3]：

HO3·→·OH+O2

2 工业废水处理应用研究

2.1 特征污染物去除

非均相催化臭氧氧化技术优点突出，诸多学者将其应用于处理工业废水中的特征污染物。Cotman[6]等人使用氧化铝负载金属钌催化剂催化臭氧氧化双酚A，在pH值5.9时TOC去除率达到82%。Wang[7]等人以氧化铝为载体的锰负载型催化剂对臭氧氧化苯酚的催化作用，最佳条件下，1.5h的苯酚去除达到82.6%。更有学者对比催化臭氧氧化和臭氧氧化对特征污染物去除效果。研究发现，臭氧+Fe/AC降解结晶紫染料[8]、臭氧+Ce/AC降解甲苯磺酸[9]、臭氧+CeO2降解吡咯烷酮[10]，均优于臭氧氧化。

2.2 综合废水前端处理

非均相催化臭氧氧化的优势还体现在工业废水可生化性提升方面。使用催化臭氧氧化-生物膜组合工艺处理废水时，催化臭氧氧化提高了废水可生化性和脱氮效果[11]，同时缓解膜表面沉积和膜孔堵塞[12]。催化臭氧氧化处理PVA废水后，废水经活性污泥处理的效果更佳相较未经催化臭氧时提高高7.2%和11.6%[13]。将催化臭氧应用于农药废水时，通过优化条件后，可生化性从0.12提高到0.58[14]。此外，催化臭氧用于前段去除废水色度也十分有效。垃圾渗滤液成分复杂、色度深，通过使用混凝+臭氧氧化预处理后，色度去除率达到94%[15]。对比臭氧氧化、芬顿氧化和混凝三种预处理方法处理DDNP废水，综合考虑去除效果和经济效益，臭氧氧化最经济有效[16]。

2.3 废水深度处理

全国对企业排放标准日益严格，多数工业废水经生化后，可生化性急剧下降，后续再通过一般工艺很难达标排放。针对制药废水，有学者通过在一二级好氧间加入非均相催化臭氧氧化后，保证出水稳定达标[17]。另有学者通过非均相催化臭氧氧化替代次钠、氯气等氧化技术处理印染废水生化尾水后，出水指标和色度均稳定达标[18]。更有工程实例显示，广东某漂染企业通过将原工艺更改为“前物化-水解酸化-好氧-催化臭氧”后，出水CODCr从100 mg/L降至70 mg/L，SS从50 mg/L降至28 mg/L，色度从100倍降至36倍，排放水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-2012的排放标准[19]。

3 结论

催化臭氧氧化技术能有效解决单独臭氧氧化性较弱和具有选择性的局限，通过提升臭氧利用率，降低臭氧投加量，提升矿化效果，实现对难降解工业废水的深度处理在技术和经济指标方面的可行性。其在工业废水中的研究也十分广泛，对工业废水中制药、染料等领域的研究应用已取得长足的发展。

面对日益复杂的工业废水，非均相催化臭氧氧化技术的优化改善也十分必要。其和紫外光、H2O2、电催化等联合应用的研究也逐渐成熟。并且也将成为非均相催化臭氧氧化在工业废水处理领域的主流。

另外，对非均相催化臭氧氧化技术中的高效催化剂的研制、设备的优化等将是非均相催化臭氧氧化技术发展和工程应用的永恒前提。