催化臭氧氧化技术和催化过硫酸盐氧化技术具有氧化效率高、适应能力强和二次污染少的优点,在污水处理领域有良好的应用前景。本文通过碳热还原法成功制备了活性炭负载纳米零价铁催化剂（nZVI/AC）,并分别构建了nZVI/AC催化臭氧反应体系和nZVI/AC催化过硫酸盐反应体系,应用于蔗渣浆厂二级生化出水的深度处理。对nZVI/AC催化剂的表征表明,煅烧温度对催化剂中活性物质的形成有较大影响,煅烧温度为600℃时,催化剂中的铁元素主要以Fe3O4的形式存在,煅烧温度为800℃时,Fe3O4可被碳元素还原为零价铁。催化剂包含大量的微孔结构,其比表面积为874m~2/g,相比于活性炭,其石墨化程度较低,活性位点数量更多,nZVI颗粒在活性炭表面分布均匀,并未出现团聚现象。对对氯苯酚的降解实验表明,应用于催化臭氧的nZVI/AC催化剂的最优制备条件为Fe（NO3）3溶液浓度0.4 mol/L,煅烧温度800℃,保温时间3 h。在p H值为9,气体流量为1 L/min,臭氧浓度为25 mg/L,催化剂投加量为2.0 g/L,反应时间为30 min时,制浆废水CODCr的去除率达到最高的62.5%,反应出水的CODCr为105 mg/L,BOD5为57.28 mg/L,色度被完全去除。nZVI/AC催化剂在第四次回收利用中,对制浆废水CODCr的去除率降至30.8%,这是由于多次反应中催化剂的活性物质遭到氧化,且比表面积变小。自由基清除实验初步表明以HO·为主的含氧自由基提供了主要的氧化能力。反应后,制浆废水中有机物的种类与含量明显下降。对nZVI/AC催化过硫酸盐处理制浆废水的优化研究显示,在p H值为5,过硫酸钠用量为1.5 g/L,催化剂投加量为3.0 g/L,反应时间为120 min的条件下,催化效果最佳,制浆废水CODCr去除率为71.25%,色度去除率达96%,BOD5/CODCr由0.14变为0.58,可生化降解性良好。在第四次回收利用时,nZVI/AC催化剂对制浆废水CODCr去除率仍接近50%。反应体系的氧化能力主要来源于SO4·-和HO·,其中HO·的氧化作用更加明显。UV-vis分析及GC-MS分析结果表明nZVI/AC催化过硫酸盐氧化工艺可有效降解废水中的污染物,使污染负荷大幅下降。