石化行业是我国的支柱产业,在化工产品生产的过程中不可避免的会产生大量石化废水。石化废水经过传统的二级生化处理后COD值通常为120mg/L左右,其中难降解有机污染物贡献了大部分COD值,可生化性极差且水质成分极其复杂。自2015年起施行的《石油化学工业污染物排放标准》（GB31571-2015）要求出水COD低于60mg/L,在环保要求较高的地区COD排放值不得高于50mg/L。因此对石化企业二级生化尾水进行深度处理,达到上述排放标准,是石化行业的迫切需求。基于上述背景,本文分别采用均相、非均相催化臭氧氧化技术对华东某石油化工厂二级生化尾水进行处理:（1）试验选取铁、锰、铜、镍四种过渡族金属作为均相催化剂,探究反应pH、臭氧流量、反应时间、反应温度、投加介质种类、介质投加量六个因素对均相催化氧化过程的影响。试验表明六种因素均有影响,影响程度依次为:反应pH>投加介质种类>反应时间>介质投加量>臭氧流量>反应温度。最优反应条件为:pH:9、臭氧流量:0.5L/min、反应时间:60min、反应温度:30℃、投加介质种类:NiSO₄;介质投加量:0.0262mol/L。金属离子均相催化臭氧氧化能力大小依次为:Ni²⁺>Cu²⁺>Fe²⁺>Mn²⁺。最优反应条件下COD出水57.09mg/L,去除率达到56.71%。（2）本文选择椰壳质地的颗粒活性炭作为非均相催化剂载体,同时,在此基础上研究了单独将活性炭作为催化剂时的催化臭氧氧化处理效果,并探究了不同改性方式（HNO₃、H₂O₂、氨水）、改性溶液浓度、反应pH、反应时间、臭氧流量等条件对活性炭催化臭氧氧化效果的影响。并采用Boehm滴定法确定了不同改性方式对活性炭表面官能团的影响。试验表明,各因素影响程度依次为:改性方式>反应pH>反应时间>改性溶液浓度>臭氧流量。其中,氧化改性后的活性炭表面增加了大量羧基、酚羟基等酸性官能团、还原改性主要增加了活性炭表面的碱性官能团。由质量分数为15%的H₂O₂溶液改性后的颗粒活性炭,其表面增加了大量的酚羟基,同时在活性炭表面刻蚀出较多的中孔和大孔,催化性能最优。在最优条件下处理石化二级生化尾水COD去除率可达26.61%。（3）以颗粒活性炭为载体,选取Ni²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺四种过渡族金属离子作为活性组分通过浸渍法制备活性炭负载金属型催化剂。选取浸渍液浓度、浸渍液pH、浸渍温度、浸渍时间、焙烧温度、焙烧时间作为催化剂制备的影响因素,以废水COD去除率为指标,设计七因素混合水平正交表探究最优类型催化剂及其制备条件。试验表面各因素影响程度依次为:浸渍温度>焙烧时间>金属种类>浸渍时间>浸渍液浓度>焙烧温度>浸渍液pH。在催化剂制备最优条件下,即CuSO₄浸渍液浓度为0.04mol/L,pH为2,浸渍时长10h,100℃焙烧4h条件下制备的Cu²⁺/AC催化剂催化臭氧氧化60min后出水COD为42.90mg/L且COD去除率达65.43%,满足《石油化学工业污染物排放标准》（GB31571-2015）中的排放要求。较之单独臭氧氧化、活性炭+O₃催化臭氧氧化、Cu²⁺均相催化臭氧化的COD平均去除率分别提高40.16%、31.85%、12.23%。在此基础上针对所制备的Cu²⁺/AC催化剂进行了SEM、EDS、活性组分负载量等表征。各项表征结果表明,该种催化剂制备方法可成功将Cu²⁺负载于颗粒活性炭上,Cu²⁺负载量为5.79×10^-3mol/g。催化剂使用六次后COD去除率仍然稳定在60%以上,出水COD均低于50mg/L。（4）探究无机盐类对臭氧氧化过程的影响,选取了硫酸钠、碳酸钠、磷酸钠为考察对象,以石化二级生化尾水COD去除率为评价指标。试验表明:硫酸根不会捕获×OH,且能与×OH发生反应,当pH大于10时,大部分硫酸根自由基被氢氧根转化成×OH,从而促进臭氧氧化作用;而碳酸钠、磷酸钠会对臭氧氧化过程中产生的×OH产生不同程度的抑制作用,其中碳酸钠是羟基自由基的猝灭剂,能与×OH快速反应,大幅降低了臭氧氧化效率故而处理效果比投加磷酸钠时更差。无机盐种类对臭氧氧化抑制作用影响程度为:碳酸钠>磷酸钠>硫酸钠。同时,针对模拟的高含盐量（向石化废水水样中投加含盐量为25000mg/L的碳酸钠）石化废水提出一种预处理方式（投加CaO）,结果显示:经过预处理的水样较未经过预处理的水样COD去除率高22.79%。