催化臭氧氧化同陶瓷膜分离相耦合技术是一种新型、高效的深度废水处理技术,它不仅能够利用膜截留过程浓缩废水中的有毒有害物质,而且还能利用催化臭氧氧化降解膜截留的污染物质。在催化臭氧氧化-陶瓷膜分离耦合技术中,高效、稳定臭氧催化陶瓷分离膜的制备是关键环节之一。本研究旨在筛选出高效的臭氧催化剂,将其负载到陶瓷膜基底上,制备出高效稳定的臭氧催化陶瓷膜,组合成催化臭氧氧化-陶瓷分离膜耦合水处理系统,并应用此系统对实际水产养殖循环水进行处理。初步建立起催化臭氧氧化-陶瓷分离膜耦合工艺处理实际水产养殖循环水的工艺方法,为实际水污染治理和资源化利用提供了一种可实用化的污水处理技术。具体研究内容如下：(1)运用不同的方法制备出不同的臭氧催化剂,比较各种催化剂对臭氧的催化氧化性能,筛选出一种最为有效的处理水中污染物的臭氧催化剂。研究发现,改变氧化铁催化剂的形貌对催化臭氧分解的能力影响不大,去除硝基苯的效果也不佳；纳米棒状氧化锰催化臭氧分解的能力较强,但其降解实际印染废水的效果却不佳；掺杂锰元素钛氧化物对草酸去除率最高,为63.8%,去除草酸的动力学常数绝对值为0.03436 K/min,分别是TiCoxOy、TiCexOy、TiFexOy、TiO2和不加催化剂的1.5、3.4、5.7、10.2和20.6倍。(2)用溶胶-凝胶法将掺杂锰元素的钛氧化物成功负载到陶瓷膜基底上,制备出高效、稳定的臭氧催化陶瓷分离膜。SEM和EDX图谱表明,钛锰氧化物不仅均匀的负载在陶瓷膜的表面,而且部分渗透到陶瓷膜内部；XRD图谱显示,制备的臭氧催化陶瓷膜由三部分构成：基底(Al2O3)、中间层(金红石型TiO2)和催化层(金红石型TiO2,未发现氧化锰的特征峰)；膜通量测试表明,Ti-Mn/TiO2/Al2O3 和 TiO2/Al2O3膜通量分别为269.6L/m2·h·bar 和 340.5 L/m2·h·bar。(3)单独膜分离工艺、臭氧氧化-陶瓷分离膜耦合工艺和催化臭氧氧化-陶瓷分离膜耦合工艺对水产养殖废水的处理效果表明,单独膜分离工艺不能去除水产养殖废水中的总氨氮、亚硝酸盐和溶解性有机污染物,并会发生严重的膜通量下降现象;臭氧氧化-陶瓷膜分离耦合工艺和催化臭氧氧化-陶瓷分离膜耦合工艺对水产养殖废水具有良好的处理效果,两种处理工艺对悬浮物、总氨氮和亚硝酸去除率相近(出水中浊度≈0 NTU,总氨氮≤0.1 mg/L,亚硝酸≤0.005 mg/L),对CODMn的去除率分别为35.7%和52.1%。出水水质达到第二类海水水质标准,也满足渔业水产养殖水质的标准。(4)将催化臭氧氧化-陶瓷膜分离工艺应用到实际水产养殖循环水处理中,长期运行结果显示,此系统出水水质和水量均保持稳定。初步建立起催化臭氧氧化-陶瓷膜分离耦合工艺处理实际水产养殖循环水的工艺方法,此耦合系统具有良好的应用前景。