淡水是维持生命和经济发展的重要资源之一,对于人类经济和社会的可持续发展至关重要。一方面,人口数量的不断增长导致我们对水资源需求一直居高不下,另一方面,经济水平的快速发展和工业化进程加快也给环境带来了严重创伤,其中水生态严重恶化更是加剧了水资源的短缺。水是可再生资源,通过合理的水处理工艺处理和回用,工业污水可以变废为宝,缓解水资源危机同时产生巨大的经济价值。工业废水具有成分复杂,性质多变的特点,污水治理仍有很多难题没有解决。鉴于此,本课题选取了两种典型的工业难降解污水作为研究对象,采用超滤-反渗透耦合双膜法工艺处理并回用海藻工业难降解污水;臭氧催化氧化工艺处理PVP难降解有机废水。本课题运用双膜法工艺处理海藻工业污水。陶瓷膜超滤工艺中,考察了不同的过滤级数和压力对污水处理效果的影响。在0.1 MPa和0.2 MPa的压力下连续运行2 h,膜通量最终分别为150 L/（m²·h）和190 L/（m²·h）。重点探究了陶瓷膜过滤过程的污染机理,运用经典的阻塞模型理论建立模型,以R ²为衡量标准,确定陶瓷膜过滤海藻工业污水的污染机理是滤饼堵塞模型。在深度过滤技术中,对比了商业纳滤膜和两种商业反渗透在深度处理过程中对污水中盐分和有机物去除效果,纳滤膜分盐性能优异,海藻污水经过超滤-反渗透耦合工艺处理最终出水的COD低于50 mg/L,电导率低于230μS/cm,达到国家一级排放标准同时满足回用水要求。通过建立非均相半间歇流化床体系,选用CuO/Al₂O₃负载型金属氧化物催化剂,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为目标污染物进行氧化降解研究。实验结果表明:随着催化剂的投加量由16 g增加100 g时,PVP模拟废水的TOC去除率逐渐升高到50.5%。pH升高促进了PVP的分解,在pH=10的条件下有机物的去除率最高。催化剂具有重复使用价值,使用5次后TOC的去除效率仍保持在28.29%以上。自由基抑制剂硫酸氢钠的加入明显降低了PVP的降解,证明反应遵循羟基自由基（·OH）反应机理。