为了满足人们生产生活的需要,以药物和个人护理品（PPCPs）为代表的的人工合成有机物被广泛使用。其中,非甾体消炎药布洛芬（IBP）由于其使用量大和难以被生物降解而被大量排入自然环境中,但传统的生物、物理和化学化学方法却难以实现对布洛芬的有效降解和矿化。因此,布洛芬在世界范围内的自然水体和生物体内被广泛检出,造成了极大的潜在威胁。臭氧作为一种清洁有效的强氧化剂被广泛用于水处理的消毒和有机物降解中,但是单独的臭氧法难以降解水中的难降解有机污染物,无法实现对布洛芬的有效降解和矿化。臭氧高级氧化技术（ozonebased AOPs）已被证实是解决该问题的有效方法,但是可能涉及到高能耗和二次污染。而压电材料可以通过压电效应将外部机械能转化为电能,并已被应用于压电催化降解水中的污染物,但压电催化仅对部分易降解的污染物有效且去除效果并不理想。因此,本研究将臭氧（O3）体系与压电（PE）体系相结合,提出了一种既可高效降解难降解污染物又节能无二次污染的压电臭氧化（PE-O3）水处理技术。在本研究中,使用水力搅拌的方式驱动压电材料钛酸钡（BaTiO3,BT）催化臭氧降解水中的布洛芬,系统地探究了PE-O3体系对布洛芬的降解能力、矿化能力以及协同效应,并分析了PE-O3体系的影响因素、机理,进而评估了该方法的实际应用前景。与单独PE和单独O3体系相比,PE-O3体系对布洛芬的降解和矿化能力明显增强,协同系数高达3.98。PE-O3体系在15min内可以去除87.22%的布洛芬,并且在120min内可以实现高达85.23%的TOC去除率。探究了臭氧浓度、BT投加量、水力梯度和初始pH四个因素对PE-O3体系降解布洛芬能力的影响。臭氧浓度、BT投加量和水力梯度的增长提高了PE-O3体系对布洛芬的降解能力,但达到一定程度后这种影响的敏感度下降。利用了基于有限元（FEM）的FLUENT和COMSOL分别模拟了流场内压力和BT表面的压电势分布,分析了水力梯度、压电势和降解效果之间的关系。此外,PE-O3体系在初始pH值为3.0时对布洛芬的降解受到抑制,而在初始pH 5.0~11.0的范围内都可以实现对布洛芬的有效降解。电化学实验与淬灭实验被用以探究PE-O3体系降解布洛芬的机理。电化学实验论证了水力驱动可以有效驱动BT产生压电效应,并且参与了与臭氧的反应。而淬灭实验表明该PE-O3体系中存在·OH、超氧自由基、e-和h+,其中·OH是主要的活性物质。各活性物质对布洛芬降解的贡献率量化计算表明臭氧的单电子转移是PE-O3体系产生·OH的主要方式。此外,本文提出了布洛芬在PE-O3体系中的降解路径。通过PE-O3体系对不同污染物的降解能力测试、在不同水基质中的性能、稳定性测试和能耗分析,推断了PE-O3体系的实际应用前景。PE-O3体系可以实现对多种污染物（硝基苯、卡马西平、双氯酚酸、苯酚）的有效降解,同时在自来水和地表水基质中也可以实现对布洛芬的有效降解。通过稳定性试验、XPS和XRD表征以及离子泄露检测证明了PE-O3体系的稳定性较高且压电材料BT不会发生化学状态的改变,无金属泄露。能耗计算的结果表明,PE-O3体系相较于其他基于臭氧的高级氧化体系去除每单位质量TOC所消耗的能量减小了1～2个数量级。