煤化工废水属于典型的难降解工业废水,目前国内外普遍采用生化处理工艺,但出水仍含有大量难降解有毒有害的物质,其中主要是氮杂环类、酚类等物质。人们希望经过某种深度处理方式使得出水既能满足达标排放,又可以使水中有毒有害物质的浓度降低或得到去除。臭氧因其可有效去除水中的色度,并且能提高可生化性的特点,已经逐渐应用到现代工业废水的处理中。为了提高臭氧氧化对污染物的去除效率,臭氧催化氧化技术也成为了该环境领域的研究热点,为了提高体系的臭氧利用率和去除污染物的效率,一方面,可研究开发催化活性高、寿命长、成本低又易于工业应用的催化剂;另一方面,可结合臭氧微气泡技术。本研究采用掺杂法制备了MnO₂/Al₂O₃掺杂型催化剂,考察了活性组分MnO2添加量、焙烧温度和焙烧时间三个因素对催化剂活性的影响,通过降解喹啉效果的比较,确定了催化剂的最佳制备条件,并对催化剂进行表征分析。研究结果表明,活性组分MnO2添加量、焙烧温度和焙烧时间分别为8%（质量分数）、500℃和4h时,催化剂的催化活性最高。从XRD、SEM和BET等手段的表征结果分析,MnO2外观呈球形（30⁶0 nm）,为α-MnO2;制备的MnO₂/Al₂O₃催化剂的比表面积为183.22 m2·g-1,抗压强度为31.84 N/粒。本研究在考察臭氧微气泡催化氧化降解水中喹啉效能的实验中发现,当进水喹啉浓度为60 mg·L-1、反应时间为90 min时,喹啉去除率在95%以上,明显高于单纯臭氧微气泡氧化的去除率（48%）。建立了非均相MnO₂/Al₂O₃催化臭氧微气泡氧化体系处理煤化工废水,通过考察TOC的去除率,确定了该体系处理实际工业废水的最佳反应条件,研究结果表明,臭氧微气泡与掺杂型MnO₂/Al₂O₃催化剂的结合使体系具有良好的氧化降解有机物的性能。该体系的最佳反应条件:最佳的臭氧投加量为180 mg·h-1、最佳的水力停留时间为10 min、最佳的初始pH值为9.0、催化剂的最佳投量为80 g·L-1。并利用该体系对连续运行300 min的煤化工废水进水出水的COD和TOC进行监测,30 min后出水COD和TOC基本稳定,出水TOC去除率在56%左右,出水COD去除率在65%左右,COD指标在45 mg·L-1左右,存在小幅度波动,出水的pH值稳定在8.5左右。出水的COD指标满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准,该体系臭氧利用率达到74%。该系统对于臭氧催化氧化技术在实际工业废水深度处理的应用具有指导意义。