本研究将微气泡曝气技术应用于与臭氧氧化处理废水过程,考察了微气泡臭氧气液传质特性,并采用微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R废水,研究了微气泡臭氧氧化特性以及优化反应条件,同时与传统气泡臭氧氧化过程进行比较。研究结果表明,微气泡能够加速臭氧气液传质,相同条件下微气泡臭氧传质系数为传统气泡的3.6倍,同时微气泡系统的臭氧分解系数为传统气泡系统的6.2倍;不同pH值下臭氧微气泡传质特性差异较大,碱性条件下液相臭氧的分解速率最快;投加活性炭有阻碍传质的作用。微气泡臭氧氧化可显著提高酸性大红3R氧化降解速率和矿化效率,其TOC去除率可达78.0%,约为传统气泡臭氧氧化的2倍。微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R过程中的臭氧利用率显著高于传统气泡臭氧氧化:微气泡系统平均臭氧利用率为97.8%;传统气泡系统平均臭氧利用率为69.3%。投加活性炭催化剂对微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R的矿化效率有较明显的促进作用,尤其在煤质活性炭催化作用下,使TOC去除率达到90%,催化效果优于木质活性炭和椰壳活性炭。在微气泡臭氧氧化酸性大红3R的影响因素研究中,发现pH对矿化效果有显著影响,且强酸性环境TOC去除效果更好,可以达到83.1%;同时提高臭氧投加量、降低污染物初始浓度均有利于提高处理效果和反应速率。