难降解有机废水由于成分复杂,可生化性差,传统法难处理,严重危害人类的身体与健康,高级氧化技术由于优良的矿化能力,成为难降解有机废水的主要处理方法之一,而其中的臭氧氧化技术由于具有较强的氧化性以及无二次污染等特点被广泛研究,但存在臭氧利用率低,成本较高且矿化能力弱等缺点。众多方法被使用于催化臭氧分解产生羟基自由基来提高臭氧的矿化能力以提高臭氧化效率,主要包括酸性条件下,添加催化剂促进臭氧分解以及碱性条件下由较高的pH值引发臭氧分解,但添加催化剂具有稳定性低,催化剂回收困难等缺点且需要进行固液分离等后续操作,而碱性条件下会产生自由基清除剂,不仅捕捉一部分自由基且同自由基竞争有机物,从而降低氧化效率,阻碍了该技术的应用发展。本研究主要提出催化臭氧氧化新体系用于难降解有机废水的处理,包括O₃/Ca（OH）₂体系,O₃+膜处理体系以及O₃+金属丝网填料负载催化剂,通过对模拟对硝基苯酚（PNP）废水以及垃圾渗滤液生化出水的降解率,COD去除率以及矿化率的研究以评价新体系的性能,并对其中有机物的降解机理进行研究,全文的主要研究结果如下:（1）考察了PNP在新型臭氧氧化体系—O₃/Ca（OH）₂体系中的降解与矿化效果,并对新体系强化的机理进行研究。实验结果表明,PNP及TOC的去除率都随着Ca（OH）₂用量（小于2 g/L）、进气臭氧质量浓度（小于75 mg/L）、进气流量（小于3 L/min）的增大以及初始PNP质量浓度的减少而增加,但受反应器压力和液相温度的影响较小,当Ca（OH）₂用量大于3 g/L时,PNP和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右。Ca²⁺的存在实现了自由基清除剂CO₃^2-与部分中间产物的实时分离去除,从而提高了臭氧氧化处理PNP的降解与矿化率。这表明,O₃/Ca（OH）₂体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。（2）采用O₃/Ca（OH）₂体系在微泡反应器中处理垃圾渗滤液生化出水。120 min处理后COD可降至100 mg/L以下,达到国家排放标准。并系统的研究了Ca（OH）₂用量、反应器压力、液相温度、进气臭氧质量浓度、进气流量等操作参数对COD去除率和矿化率（TOC去除率）的影响。在最佳条件下,该工艺可达到89.86%的COD去除率,65.35%的TOC去除率以及92.12%的UV-254去除率。通过对UV-254、3D-EEM和GC-MS分析,探讨了有机物降解的机理。（3）采用垃圾渗滤液生化出水中难降解有机物进行了臭氧预处理研究。考察了反应器压力、液相温度、进气臭氧质量浓度、进气流量等操作参数对微滤性能的影响。实验结果表明,在45分钟前,臭氧氧化时间越长,进口臭氧质量浓度越高,进口流量越大,膜过滤性能越好,而反应器压力和液相温度对提高膜过滤性能影响不大。通过SEM分析渗滤液中存在的胶体和GC/MS分析有机物成分的变化,探讨了膜过滤性能提高的机理,结果表明由于臭氧的微絮凝作用以及通过臭氧氧化处理使渗滤液中烃类和杂环类化合物的减少,导致了生物源有机纳米胶体的减少,提高了膜过滤性能。（4）设计了不锈钢波纹丝网填料立体结构作为基底,采用溶胶凝胶法制备了丝网填料负载的Ti-Mn氧化物非均相催化剂催化臭氧处理垃圾渗滤液生化出水,对网膜式臭氧催化材料进行了SEM,XRD,XPS表征,通过对出水有机物进行3D-EEM以及GC-MS进行分析,考察了涂覆层数对有机物去除率的影响,并对网膜催化材料的稳定性、失活原因以及再生方法进行研究。实验结果表明,网膜负载的Ti-Mn氧化物材料对臭氧具有催化作用,使生化出水COD去除率达到78.43%,不同涂覆次数催化效果表明,两层催化层催化效果是最好的,可使COD去除率达到87.17%。但其稳定性有待提高,随着使用次数的增加催化性能下降,由于催化剂吸附有机污染物在其表面,产生的中间产物占据了催化剂的活性位点,使催化剂失活,对催化剂实施碱-酸-H₂O₂-乙醇-水依次清洗原位再生过程,可使催化剂对有机物的COD去除率提升到80.55%,为催化剂的原位再生提供了一种有效手段。