工業(yè)有機(jī)廢水往往成分復(fù)雜、處理難度大，特別是生化尾水中殘留的部分特征有機(jī)污染物對(duì)COD有一定的貢獻(xiàn)，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、毒性大，因此增加適當(dāng)?shù)纳疃忍幚韱卧獙?duì)生化尾水COD和毒性指標(biāo)進(jìn)行把關(guān)顯得尤為重要。
團(tuán)隊(duì)張煒銘教授、潘丙才教授、單超博士等研究開發(fā)出新型多金屬氧化物復(fù)合臭氧催化劑（ZL201410249742.8、ZL201710208468.3、ZL201811338578.2），通過(guò)多金屬摻雜大幅降低催化劑表面活性氧空位生成能壘，同時(shí)利用其絡(luò)合吸附特性和配體供電子效應(yīng)，構(gòu)建活性金屬高效轉(zhuǎn)化循環(huán)，強(qiáng)化產(chǎn)生羥基自由基，使小分子羧酸礦化率大幅度提高，實(shí)現(xiàn)了催化劑界面自清潔，克服了常規(guī)臭氧催化劑易鈍化失活的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，依托國(guó)家環(huán)境保護(hù)有機(jī)化工廢水處理與資源化工程技術(shù)中心的產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)，聯(lián)合江蘇南大環(huán)?？萍加邢薰荆灾鏖_發(fā)出多級(jí)臭氧催化氧化裝置（ZL201510507074.9）。通過(guò)優(yōu)化進(jìn)水、進(jìn)氣方式增強(qiáng)氣液初步混合效果，同時(shí)設(shè)置氣泡切割層，實(shí)現(xiàn)氣液二次分配，使大部分污染物在直接反應(yīng)區(qū)實(shí)現(xiàn)快速降解，催化劑用量和臭氧用量相較常規(guī)反應(yīng)塔顯著減少。
該技術(shù)可應(yīng)用于化工電鍍、焦化、印染等行業(yè)生化尾水的提標(biāo)和脫毒，針對(duì)性去除難降解、高毒性的特征有機(jī)污染物，進(jìn)一步降低廢水COD，實(shí)現(xiàn)工業(yè)有機(jī)廢水生化尾水深度凈化，為實(shí)現(xiàn)廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)和脫毒減害提供支持；對(duì)提升園區(qū)（企業(yè)）環(huán)境污染控制水平，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。技術(shù)已在江蘇泰興等地建成了3項(xiàng)有機(jī)廢水綜合治理示范工程，運(yùn)行效果良好，在保障出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的同時(shí)，克服了常規(guī)臭氧催化劑易鈍化失活問(wèn)題，有效提高臭氧利用率，節(jié)省臭氧用量，節(jié)約運(yùn)行成本。相關(guān)產(chǎn)品已完成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)備案（標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：Q/3201 NDHB 012-2020，Q/3201 NDHB 013-2019）。
研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-中美政府間合作項(xiàng)目（2017YFE0107200）、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(社會(huì)發(fā)展)-面上項(xiàng)目（BE2015676）等資助。成果已被列入工信部、科技部和生態(tài)環(huán)境部三部門聯(lián)合組織制定的《國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄（2020年版）》（征求意見稿）（https://www.miit.gov.cn/jgsj/jns/gzdt/art/2020/art_41ccddbae61846098b6df4e88f336511.html）以及江蘇省科技廳發(fā)布的《江蘇省水污染防治技術(shù)指導(dǎo)目錄（2020年版）》（蘇科社函〔2020〕289號(hào)）。
圖1. 常規(guī)臭氧催化劑與本項(xiàng)目多金屬氧化物復(fù)合臭氧催化劑作用機(jī)制對(duì)比
圖2. 多級(jí)臭氧催化氧化裝置結(jié)構(gòu)示意圖及工程裝置圖
圖3. 示范工程照片