焦炭行業是我國的重要支柱產業，是“水十條"重點管控行業。2019年我國焦炭產量接近4.4億t，伴隨鋼鐵工業、煤炭工業等的焦炭煉制、煤氣終冷、化工產品精制過程產生大量的焦化廢水，每噸焦排放廢水0.4-0.7t，2019年我國焦化廢水排放量達3.17×109m3，焦化廢水成分復雜，且具有一定毒性，其含有酚、雜環化合物、苯胺、芳香族化合物、硫化物、等多種物質，焦化廢水是難處理的工業廢水之一，具有以下特點：
①廢水成分復雜，水質波動大；
②污染物濃度高，可生化性差；
③有毒物質多，廢水毒性大；
④廢水色度高。
焦化廢水的這些特點決定了其屬于污染物濃度高、不易處理且含大量有毒有害物質的工業廢水，目前，我國有1300余家焦化企業，其中生化法是廢水工程中應用廣泛的處理工藝，國內焦化廢水處理大多采用生物法如厭氧/好氧工藝法(A/O)、厭氧/缺氧/好氧工藝法(A/A/O)，但生物法對COD、總氮(TN)的處理效果一般，主要原因是焦化廢水富含難降解有機污染物，生化處理對焦化廢水二級出水中酯類、吡啶、長鏈烷烴及喹啉等多種有機物的處理能力有限，隨著國家制定更為嚴格的排放要求和規定，自2015年1月1日起所有企業執行新的排放標準GB16171-2012《煉焦化學工業污染物排放標準》，要求直接排放COD≤80mg/L，NH3-N≤10mg/L，間接排放COD≤150mg/L，NH3-N≤25mg/L，目前，常規的“預處理＋生化處理"組合工藝已難以達到排放及回用要求，亟待對焦化二級出水進行深度處理，因此尋求更加經濟、穩定及資源化的處理技術是國內外解決該工業廢水處理領域的難點和熱點。
臭氧高級氧化技術是以臭氧為基礎開發出的高級氧化工藝，是通過誘導臭氧分解產生比臭氧活性更高且幾乎無選擇性的·OH，達到快速、限度去除有機物的目的，臭氧催化氧化技術是應用于焦化廢水生化二級出水深度處理過程的工藝，在傳統的單獨臭氧氧化體系中引入臭氧催化劑，可以產生氧化能力更高的·OH（氧化電位為2.8V），有效提高了反應體系的氧化電位，臭氧催化氧化技術利用催化劑與臭氧氧化的協同作用可以降低反應活化能或改變反應歷程，其反應條件溫和、處理效果增強，并且相比于傳統臭氧氧化技術，便于連續操作且無二次污染， 臭氧催化氧化分為均相催化氧化和非均相催化氧化，因為均相催化氧化所使用的金屬離子會造成二次污染，所以對于臭氧催化氧化的研究多集中于非均相催化氧化上。
