工业有机废水往往成分复杂、处理难度大，特别是生化尾水中残留的部分特征有机污染物对COD有一定的贡献，而且结构稳定、毒性大，因此增加适当的深度处理单元对生化尾水COD和毒性指标进行把关显得尤为重要。

团队张炜铭教授、潘丙才教授、单超博士等研究开发出新型多金属氧化物复合臭氧催化剂（ZL201410249742.8、ZL201710208468.3、ZL201811338578.2），通过多金属掺杂大幅降低催化剂表面活性氧空位生成能垒，同时利用其络合吸附特性和配体供电子效应，构建活性金属高效转化循环，强化产生羟基自由基，使小分子羧酸矿化率大幅度提高，实现了催化剂界面自清洁，克服了常规臭氧催化剂易钝化失活的问题。在此基础上，依托国家环境保护有机化工废水处理与资源化工程技术中心的产学研平台，联合江苏南大环保科技有限公司，自主开发出多级臭氧催化氧化装置（ZL201510507074.9）。通过优化进水、进气方式增强气液初步混合效果，同时设置气泡切割层，实现气液二次分配，使大部分污染物在直接反应区实现快速降解，催化剂用量和臭氧用量相较常规反应塔显著减少。

该技术可应用于化工电镀、焦化、印染等行业生化尾水的提标和脱毒，针对性去除难降解、高毒性的特征有机污染物，进一步降低废水COD，实现工业有机废水生化尾水深度净化，为实现废水稳定达标和脱毒减害提供支持；对提升园区（企业）环境污染控制水平，促进相关行业的可持续发展具有重要意义。技术已在江苏泰兴等地建成了3项有机废水综合治理示范工程，运行效果良好，在保障出水稳定达标的同时，克服了常规臭氧催化剂易钝化失活问题，有效提高臭氧利用率，节省臭氧用量，节约运行成本。相关产品已完成企业标准备案（标准编号：Q/3201 NDHB 012-2020，Q/3201 NDHB 013-2019）。

研究得到国家重点研发计划-中美政府间合作项目（2017YFE0107200）、江苏省重点研发计划(社会发展)-面上项目（BE2015676）等资助。成果已被列入工信部、科技部和生态环境部三部门联合组织制定的《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2020年版）》（征求意见稿）（https://www.miit.gov.cn/jgsj/jns/gzdt/art/2020/art_41ccddbae61846098b6df4e88f336511.html）以及江苏省科技厅发布的《江苏省水污染防治技术指导目录（2020年版）》（苏科社函〔2020〕289号）。

图1. 常规臭氧催化剂与本项目多金属氧化物复合臭氧催化剂作用机制对比

图2. 多级臭氧催化氧化装置结构示意图及工程装置图

图3. 示范工程照片