煤化工废水具有水量大、色度高、成份复杂、毒性强、可生化性差等特点,属于典型的难处理工业废水。传统的生化处理技术难以取得满意的处理效果,针对煤化工废水中的难降解有机污染物,非常有必要进行深度处理。多相催化臭氧氧化技术对有机污染物具有高效降解能力,并且工艺易实施、易操作、成本低、无二次污染,是目前最有应用前景的深度处理技术之一。催化剂的活性在较大程度上决定了多相催化臭氧氧化技术的应用效率,开发高效、稳定、安全、经济的催化剂是获得理想处理效果的重要保证。TiO2介晶催化剂具有比表面积大、孔隙率高、结晶度高等特点,在界面催化过程中有独特的应用优势。因此,论文选择采用TiO2介晶催化剂对煤化工废水进行催化臭氧氧化研究。采用两步水热法制备TiO2介晶催化剂,以商品TiO2P25为钛源,草酸为结构调节剂,考察水热反应过程中强碱浓度、前驱体用量等因素对TiO2介晶催化剂结构和性能的影响。对TiO2介晶催化剂进行TEM、XRD、FTIR、BET、NH3-TPD、CO2-TPD、O2-TPD、p Hzpc等性质表征。实验结果表明,第一步水热反应过程中KOH的浓度对催化剂的形貌和晶型有较大影响。KOH浓度为15mol/L,获得尺寸均一、金红石晶型、形貌为截角八面体的TiO2介晶催化剂。以羟基自由基探针物质——对氯苯甲酸（p-CBA）为目标污染物,考察TiO2介晶催化剂的催化臭氧氧化性能。在相同的实验条件下,TiO2介晶催化剂可以使p-CBA的去除率达到76.4%,比单独臭氧氧化和P25催化臭氧氧化过程分别提高了69.6%和31.2%,说明TiO2介晶催化剂具有良好的催化臭氧氧化活性。采用浸渍法和原位水热法将TiO2介晶催化剂负载于管式陶瓷膜支撑体上,考察负载方式、负载次数、硅烷偶联剂预处理过程对催化剂负载效果的影响。对TiO2介晶陶瓷膜进行SEM-EDS、XRD、孔隙率、平均孔径、水通量、接触角等性质表征。实验结果表明,TiO2介晶催化剂被成功负载于陶瓷膜上,原位水热法使催化剂负载地更均匀,硅烷偶联剂预处理有助于使催化剂负载地更牢固。p-CBA降解实验表明,TiO2介晶陶瓷膜具有良好的催化臭氧氧化活性和稳定性。采用TiO2介晶陶瓷膜催化臭氧氧化深度处理煤化工废水,考察臭氧投加方式、错流比、溶液p H值等因素对废水处理效果的影响,并对煤化工废水进行常规指标分析和GC-MS分析。经过催化臭氧氧化处理之后,废水的COD、BOD5等指标可达到炼焦化学工业污染物排放标准。废水中检出有机污染物35种,其中酚类物质是主要有机污染物。处理后水中检出20种有机污染物,比进水减少15种,而且有机物的总峰面积降低了62.2%,说明TiO2介晶陶瓷膜催化臭氧氧化过程对煤化工废水具有良好的深度处理效果。