一、核心催化作用原理​

臭氧催化剂通过三大机制提升臭氧氧化效率：​

活性基团生成：催化剂（如 TiO₂、MnO₂）表面活性位点吸附臭氧分子，促使其分解为氧化能力更强的羟基自由基（・OH，电位 2.8V）和超氧自由基（・O₂⁻），弥补臭氧单独氧化（电位 2.07V）的局限性，实现多环芳烃、抗生素等难降解有机物的无选择性降解。​

传质与反应协同强化：多孔催化剂（比表面积≥100m²/g）增加臭氧在水中的溶解度（提升 30%-50%），并通过表面酸碱性调节优化反应环境，使氧化反应速率提升 2-5 倍。​

拓宽反应条件：将高效反应的 pH 范围从强酸碱（pH<3 或> 10）拓宽至中性区间（pH 5-9），减少酸碱调节成本，适用于反渗透浓水、循环冷却水等中性废水处理。​

二、关键功能优势​

臭氧催化剂显著提升处理效果并降低运行成本：

​深度矿化有机物：对 COD≥1000mg/L 的生化尾水，COD 去除率从单独臭氧的 30%-40% 提升至 60%-80%，部分有机物（如酚类、醛类）去除率可达 90% 以上，例如苯并芘矿化率从 45% 提升至 78%，最终产物为无害的 CO₂和 H₂O。​

高效脱色与毒性削减：针对印染废水的活性染料，30 分钟内色度去除率≥95%，同时废水毒性（EC50 值）降低 60%，为后续生化处理创造条件。​

长寿命与循环利用：惰性载体（堇青石、活性炭）负载活性组分，经高温焙烧形成稳定结构，使用寿命≥3 年，年损耗率＜5%，再生后催化效率可恢复至 90% 以上。​

三、典型催化反应类型​

根据存在形态分为两类：​

均相催化（液相溶解态催化剂）：​

适用低浓度难降解废水（COD≤2000mg/L），如制药中间体废水。​

Fe²⁺、Mn²⁺等离子与臭氧络合加速・OH 生成，反应速率快（停留时间 30-60 分钟），但需后续除盐处理以避免二次污染。​

非均相催化（固相催化剂）：​

主流应用于高浓度有机废水（如化工废母液），通过金属氧化物型（TiO₂/Al₂O₃）、碳基（活性炭负载金属）或复合催化材料（Fe₃O₄@SiO₂）实现吸附 – 催化协同，臭氧利用率从 40% 提升至 85% 以上，且便于催化剂回收（如磁分离），减少污泥产量。​

四、选型要点

应用时需关注：​

水质适配：高 SS 废水（＞500mg/L）需预处理，重金属离子超标时选择耐中毒型催化剂（如掺杂 Ce 的 MnO₂/γ-Al₂O₃）。​

工艺优化：臭氧投加量按 COD 的 1-1.5 倍控制，空床接触时间 20-30 分钟，搭配微孔曝气器和反冲洗系统提升效率。​