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炼油废水具有水量大,污染物浓度高、成分复杂、难生物降解等特点,2015年七月起实施新的《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）,炼油厂排放污水的CODcr标准提升至60mg/L,而传统的“隔油+气浮+生化”的处理工艺,生化出水CODcr指标难以满足新的排放要求,因此开发经济有效的炼油废水深度处理技术具有重要的实际意义。本文采用自制的陶粒催化剂对武汉某炼油厂的生化出水进行臭氧催化氧化研究。以CODcr的去除率为评价指标,研究了新型陶粒催化剂的制备工艺与臭氧催化氧化深度处理炼油废水的工艺条件。采用SEM、XRD、BET、FT-IR等手段对催化剂进行表征,并初步探讨了臭氧催化氧化的降解机理。得到的主要结论如下:（1）以单一过渡金属盐溶液为活性物,经高温焙烧制备的臭氧陶粒催化剂中,催化活性的顺序为MnOx/陶粒>FeOx/陶粒>CuO/陶粒>ZnO/陶粒。（2）以双组份过渡金属的硝酸盐为活性物制备的臭氧陶粒催化剂中,催化活性的顺序为Mn-Fe/陶粒>Mn-Cu/陶粒>Mn-Zn/陶粒,且双组份的催化活性均优于单一组分的催化活性。（3）最优的催化剂制备条件为:以Mn（NO3）2、Fe（NO3）3（摩尔比为1:1）为活性组分,活性组分的负载量为7%,焙烧温度为1150℃,焙烧时间为10min。（4）SEM检测结果显示催化剂表面存在较多孔穴,XRD检测结果显示催化剂中有Mn3O4的晶体存在。（5）250 mL生化后的炼油废水,在臭氧通入流量为7.71mg/min,Mn-Fe/陶粒催化剂投加量为2g,废水初始pH为9,反应时间为25min的条件下,废水的CODcr由90 mg/L下降至43 mg/L,去除率为53%,达到了国家新的排放标准（≤60mg/L）。（6）在臭氧催化氧化反应过程中,加入叔丁醇作为.OH的捕捉剂后,CODcr的去除效果明显下降,证明本研究的臭氧催化氧化过程为自由基历程。