近年来,随着医疗行业快速发展,抗生素的应用越来越广泛,抗生素废水不但成分复杂而且有机物含量高,并且毒性大因此很难被生物降解。目前普遍采用传统生化处理工艺,处理后水中仍含有一定的难降解有机物,对生态环境造成持久性污染。臭氧催化氧化技术是以臭氧氧化为基础的新型高级氧化技术,不仅能有效的去除可生物降解性差有机物,增强其可生化性,而且反应过程中无二次污染等优点,受到越来越广泛地研究和使用。头孢噻肟钠(CFX)是应用广泛的典型三代半头孢类抗生素,本课题以CFX废水为研究对象,利用臭氧催化氧化技术对其进行处理。课题首先用电化学技术分析头孢噻肟钠毒理性,然后研究了水中臭氧吸收与分解规律,其次研究臭氧单独氧化、均相臭氧催化氧化和异相臭氧催化氧化对CFX废水的降解效果,最后利用反应过程中·OH、降解产物及矿化度的变化分析其降解机理,并配置模拟实际废水,分析降解前后其可生化性的变化。实验结果表明:通过毒理性研究表明通过循环伏安法(CV)等方法得出CFX对碱基的作用关系,证明CFX具有一定的毒性并找到与DNA碱基相互作用能力的强弱关系:鸟嘌呤>腺嘌呤>胞嘧啶>胸腺嘧啶;在不同的pH、臭氧发生器电流和空气流量影响下,在酸性条件下水中臭氧浓度大于碱性条件下水中臭氧浓度;随着电流越大、空气流量升高,水中臭氧浓度增强,但分解所需平衡时间越短,并且臭氧溶解和分解过程符合伪一级动力学过程;单独臭氧氧化降解CFX体系中,结果表明在pH=11、空气流量3 L/min、臭氧发生器电流在0.8 A、CFX初始浓度100 mg/L时有最佳降解效果,降解率达63%,该过程符合伪一级动力学过程;均相臭氧催化氧化采用Fe(II)、Mn(II)和Cu(II)三种金属离子作催化剂,结果表明,CFX降解率有明显提高,并且不同类型催化剂不同浓度和不同pH时降解率也不同,在Fe(II)浓度为1mg/L、pH=6.3,Cu(II)=1.3 mg/L、pH=11,Mn(II)=1.5 mg/L、pH=11时到达最佳降解效果,降解率分别为85%、83%、77%,该过程符合为一级动力学过程;异相催化臭氧氧化是以硅藻土为载体负载上述三种过渡金属离子,通过SEM等表征手段负载型硅藻土的表观形貌和化学组成,说明金属离子已成功负载,在不同pH、不同催化剂用量等因素下,降解率分别达到94%、93%、87.7%,该过程符合伪二级动力学过程。通过UV-Vis推测反应中间产物,表明反应过程中CFX分子链断裂形成新的物质,通过荧光分光光度法分析反应中·OH的产生速率,通过自由基抑制剂叔丁醇,分析降解CFX过程中·OH的影响,降解模拟实际CFX废水,表明可有效提高CFX废水的可生化性。