吸附-催化臭氧氧化技术是水处理高级氧化技术的重要分支，该体系由吸附、臭氧氧化和催化氧化组成。本文分别采用活性炭和膨润土作为吸附剂，以硝基酚污染物和低浓度微污染源水为处理对象，对该体系的工艺参数、反应机理、吸附剂改性，有机污染物降解途径以及反应动力学模型等方面进行了系统的研究。 采用活性炭吸附-催化臭氧氧化处理硝基酚模拟污染物。考察了该体系的处理效果，反应各因素对体系的影响，并发现pH是影响体系的重要参数。系统的考察了pH值对吸附、臭氧氧化和活性炭吸附-催化臭氧氧化的影响，并进行了三者的性能对比，证实了臭氧、活性炭在污染物去除中的协同效应，协同因子由pH4.0时的0.8增加到pH10.0时的1.3。研究发现，活性炭吸附-催化臭氧氧化体系在酸性条件下以吸附-氧化再生反应过程为主，反应主要围绕着活性炭表面发生；而在碱性条件下主要为催化氧化反应过程，污染物的氧化反应主要在液相中进行。建立了吸附、氧化、再生的反应动力学模型，该模型较好的预测了污染物在体系中的降解过程，为工业化应用提供了理论指导。 采用高压脉冲液电等离子体对活性炭进行表面改性研究。液电等离子体改性过程扩展了活性炭的孔结构，并改变了活性炭表面官能团的分布。在无气体氛围下进行的改性过程更能显著增加活性炭表面的酚羟基浓度，从而提升活性炭对水中硝基酚的吸附能力，吸附容量由原炭的254.9mg/g增加到304.0mg/g。改性后的活性炭强化了吸附-催化氧化体系中的吸附作用，有效的提升了污染物的处理效率。 针对微污染源水中天然有机物和芳香化合物共存的特点，开发了新型的膨润土吸附-催化臭氧氧化体系。该体系一方面充分利用膨润土对天然有机物的吸附作用，减少了其对自由基的捕获；另一方面在体系中产生了大量的活性物质HO·自由基，促进了芳香化合物的降解。膨润土吸附-催化臭氧氧化体系克服了其他高级氧化技术处理微污染源水的缺点，实现了水中天然有机物和芳香有机化合物的同时高效去除。