本研究使用臭氧氧化.曝气生物滤池(O3-BAF)组合工艺深度去除垃圾焚烧渗滤液二级生物处理出水中残余COD,优化了催化氧化用活性炭的布置形式与用量,考察并比较了单级O3-BAF与循环式O3-BAF在长期稳定运行过程中对COD的去除效果。间歇式臭氧氧化试验结果表明,活性炭催化臭氧与废水反应时,活性炭布设方式、布水曝气条件、反应塔内部水力条件都是决定臭氧利用率的重要条件。基于碘显色法优化了催化剂的布设方式,发现活性炭包悬挂于曝气盘15 cm以上、布置于反应器中部、炭包间距5cm时氧化效率显著提高。臭氧氧化去除COD和UV254存在于快速反应和慢速反应两个阶段,UV254去除较快,基本上都发生在快速反应阶段；相比之下,COD去除较慢,慢速反应阶段对COD的去除也有很大作用。单级O3-BAF处理垃圾渗滤液的连续试验结果表明,臭氧投加量为280 mgO3/L(水)、BAF的HRT为7h条件下,处理出水COD约为150mg/L。采用循环式O3-BAF工艺保持BAF的HRT不变,则在128mgO3/L(水)臭氧用量、同样BAF的HRT下出水COD浓度可稳定低于100mg/L,满足国标排放标准。GC-MS分析表明,试验用水中烷烃、芳香族化合物及含氮杂环化合物是主要污染物。O3+BAF工艺能够有效去除含氮杂环化合物、芳香族化合物、及烯烃类不饱和化合物,但对烷烃类化合物去除效果有限。本文开发的循环式O3-BAF对COD去除效率高,有望代替垃圾渗滤液处理目前常用的、高成本“纳滤+反渗透”技术,从而大幅度降低水处理的基建投资与运行成本。