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抗生素水污染问题日趋严峻,水中残留抗生素会危害动植物及人类健康。常规废水处理技术难以高效降解抗生素等有机物,研究和开发适宜工业应用的高级氧化技术,用于深度处理含抗生素等有机废水,已成为该领域的研究重点。本研究采用非均相臭氧催化氧化技术深度处理抗生素废水。主要研究内容包括:催化剂制备与筛选、系统运行参数分析与优化、氧氟沙星降解动力学与机理分析、制药废水与印染废水中试研究。将锰钸金属氧化物负载于氧化铝载体表面及孔隙内,制备了MnOx-CeOx/γ-Al2O3催化剂,根据催化臭氧降解氧氟沙星效率,确定最佳催化剂制备参数:负载量为1.0 wt%(以金属元素占催化剂质量分数计算),锰铈比例为2:3,烧结温度为600℃,浸渍液pH为2.0。SEM、XRD、XPS、BET分析结果表明:催化剂活性组分主要为MnO2、Mn2O3、CeO2、Ce2O3,比表面积为203.0 m2·g-1,平均孔径为7.16 nm。将制备的MnOx-CeOx/γ-Al2O3催化剂应用于臭氧催化氧化反应,处理氧氟沙星模拟废水。配水氧氟沙星浓度为200 mg·L-1,COD为425 mg·L-1,根据氧氟沙星去除效率确定系统最佳运行参数:臭氧投加量300 mg·L-1,配水基质pH为2.0,接触时间15 min,气液比20.4;在上述条件下连续运行实验装置15天,氧氟沙星去除率平均为98.2%,COD去除率平均为76.6%,臭氧利用率平均为91.39%;抑制实验结果表明:常见无机离子CO32-、PO43-、NH4+会抑制反应,SO42-、Mg2+、Ca2+对反应无影响。ICP检测结果表明:催化剂在经过长期使用后,活性组分含量稳定。对实验中氧氟沙星浓度数据作动力学分析,结果表明:催化剂/臭氧体系降解氧氟沙星符合伪一级反应动力学模型,表观反应速率常数为15.216×10-2 min-1;催化剂制备参数会影响反应速率常数。氧氟沙星降解过程主要包括苯环开环、双键碳加成及脂肪族化合物断链或加氧去氢;最终氧化产物中4-羟基-4-甲基-2-戊酮浓度最高,浓度为28.8 mg·L-1,占总有机物质量51.7%,是氧氟沙星降解的主要产物;叔丁醇对反应产生抑制作用,但不完全抑制氧氟沙星降解,推测氧氟沙星降解是臭氧直接氧化氧氟沙星与羟基自由基间接氧化氧氟沙星副产物协同作用的结果。使用非均相臭氧催化氧化技术处理实际制药废水,臭氧投加量为350 mg·L-1,废水COD由125 mg·L-1降低至10 mg·L-1,废水中不再残留氧氟沙星等同系类有机物,达到深度处理效果;在印染废水中试研究中,臭氧投加量为100 mg·L-1,最佳接触时间为15.7 min;在上述条件下连续运行30天,出水COD由414 mg·L-1降低至287 mg·L-1,色度由4033倍降低至27倍并保持稳定。