基于臭氧的高级氧化技术（AOPs-O₃）由于其在水处理领域具有绿色、高效、无二次污染等优点,有着良好的应用前景。影响其应用的决定性因素是反应器的开发、催化剂的研制以及实际水体中本底物（如常见阴离子等）对其氧化效能的影响。本文首先介绍了臭氧的基本性质及其在水处理中的应用,对几种常见臭氧类高级氧化技术进行了重点阐述,在此基础上提出了本文的研究内容。本论文主要分为三个部分:探究了卤素及含卤素阴离子对臭氧/过氧化氢（O₃/H₂O₂）、臭氧/紫外（O₃/UV）体系的影响;钛酸镁（Mg Ti O₃）催化臭氧化降解乙酸的研究;水中常见阴离子对O₃/Mg Ti O₃体系的影响。O₃/H₂O₂与O₃/UV体系是AOPs-O₃中较成熟的两种高级氧化技术。本文采用羟基自由基（·OH）的探针化合物乙酸作为目标污染物,探究了在p H为6.0时,卤素阴离子及其对应的含氧阴离子对O₃/H₂O₂,O₃/UV体系的影响。结果表明,氯离子对O₃/H₂O₂体系有一定的抑制作用,而对O₃/UV体系没有明显的抑制作用。次氯酸根离子、亚氯酸根离子、氯酸根离子对两个体系的氧化效率均没有影响。溴离子对两个体系乙酸的去除率均有显著影响,当溴离子浓度为0 mg/L,2mg/L和5 mg/L时,30 min内O₃/H₂O₂体系中乙酸的去除率分别为99.5%,94.1%和64.4%,O₃/UV则为99.5%,94.5%和67.4%。可见溴离子对二者具有明显的负面影响,这可能与其对·OH的淬灭作用有关。因此,为了使体系保持在较高的氧化水平,溶液中溴离子的浓度应控制在2 mg/L以下。碘离子对O₃/H₂O₂和O₃/UV体系中乙酸的降解有一定抑制作用,且对O₃/H₂O₂体系的抑制作用更明显。碘酸根对O₃/H₂O₂和O₃/UV体系的氧化效率基本没有影响。复合金属氧化物往往比单金属氧化物具有更优越的性质,本文以复合金属氧化物钛酸镁为催化剂,研究了钛酸镁催化臭氧化乙酸的效率,并探究了各因素对其氧化效能的影响。当初始p H为7.0,钛酸镁的投加量为1.0 g/L,臭氧通入量为30.0 mg/min时,反应时间30 min内,O₃/Mg Ti O₃体系对乙酸的去除率为83.7%,而单独臭氧时对乙酸的去除率仅为31.1%。化学需氧量（COD）的测定结果表明,在加入钛酸镁后,乙酸的COD去除率为63.8%,说明了有少量的中间产物甲酸生成。在自来水水体中O₃/Mg Ti O₃体系对乙酸的去除率为70.0%,说明水中本底物质对体系有一定的负面影响,但影响并不明显。催化剂经过五次循环利用之后,仍然具有良好的催化活性。ICP-MS分析结果表明,首次使用过程中Ti、Mg的溶出分别为0.46 mg/L和5.14 mg/L,以上结果说明该复合氧化物在催化臭氧化过程中具有很好的稳定性。通过自由基淬灭实验发现,该体系主要遵循羟基自由基机理。为了探究O₃/Mg Ti O₃体系的实际应用前景,首先研究了水中常见的阴离子对体系的影响,在此基础上进行了降解实际废水实验。研究发现SO₄^2-、NO₃^-对O₃/Mg Ti O₃体系没有影响;Cl^-有一定的抑制作用;HCO₃^-、I^-、HPO₄^2-在0-100 mg/L范围内随着浓度的增加,抑制作用愈加明显。Br^-对体系有显著的抑制作用,当Br^-的浓度为1 mg/L、2 mg/L、5 mg/L和10 mg/L时,30 min内Ac OH的去除率分别为67.1%、64.5%、55.8%和55.0%,这可能是由于Br^-对·OH的淬灭。降解实际废水的结果表明,加入Mg Ti O₃后对COD的去除率相比于单独O₃时有一定的提升。