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臭氧氧化工艺被广泛应用于水处理工程中,臭氧属于难溶气体,对废水的处理效果受到传质效率的制约,提高其传质效率是强化臭氧氧化效果的关键。论文以臭氧氧化柱式反应器中气泡的行为为研究对象,在对表观气速、初始气泡直径、液位高等影响气泡行为因素研究的基础上,通过数值计算模拟不同条件下反应器内气泡形成和变化特性,在模拟的基础上提出强化传质手段并通过实验验证,结果表明：(1)柱式反应器中,臭氧化气体表观气速从μobs=8cm/min增加到72cm/min时,钻井废水和苯酚废水CODcr去除率降低26.7%、13.8%;μobs=24cm/min气体流量条件下,钛棒微孔曝气对钻井废水与苯酚废水CODcr去除率提高3.9%、10%；柱式反应器液位高度由75cm增至2m时,钻井废水和苯酚废水CODcr去除率提高7.14%、34.19%。微孔曝气条件下,臭氧化气体水力停留时间与柱高呈线性相关：t=0.0844H+7.3986：纯水中臭氧自分解速率为0.859mg/(L·mmin)。(2)利用Fluent软件对反应器内臭氧化气体的行为特性进行数值模拟：①初始气泡直径为1.9mm,模拟表观气速μobs=8cm/min与24cm/min时,反应器内的气泡直径均小于4mmm：表观气速μobs=40cm/min时,在柱高h=1m时气泡达到聚并／破碎平衡,气泡直径保持在7mmm左右：表观气速μobs≥56cm/min时,在柱高h=0.5m时气泡达到聚并/破碎平衡,气泡直径保持在11mm左右。②表观气速μobs=8～40cm/min时,气泡速度分布于0.3-0.4m/s之间；表观气速μobs=56-72cm/min时,气泡速度分布于03～0.7m/s之间。③初始气泡直径为1.2mmm、3.0mm、7.5mm时,表观气速μobs=24cm/min和56cm/min时,达到聚并/破碎平衡时,气泡直径为2.3mm、3.5mm、7.8mm与8.6mm、7.6mm、9.7mm。④初始气泡直径为1.2rnm、3.0mm、7.5mm时,表观气速μobs=24cm/min,气泡从曝气头逸出的速度分别为0.15m/s、0.30m/s、0.47m/s。⑤在臭氧氧化柱式反应器中,气泡的直径和速度表现为中心峰式分布,反应器的直径分别为4cm、7cm、13cm时,在表观气速μobs=24cm/min、初始气泡直径为1.9mm的条件下,中心气泡直径分别为3.8mmm、3.0mm、2.5mm,气泡速度为0.4m/s、0.34m/s、0.29m/s。(3)基于数值模拟的研究,提出在中、高表观气速下对气泡进行搅拌破碎,强化气、液传质的效率。对苯酚废水按表观气速μobs=8cm/min、40cm/min、72cm/min进行曝气,在不搅拌的条件下,CODc,的去除率分别为57.9%、51%、48.5%;当搅拌转速n=200r/min时,苯酚废水CODc,的去除率达到58.6%、58.1%、57%;当搅拌转速n=500r/min时,苯酚废水CODc,的去除率降至42%。表观气速μobs=40cm/min时,对反应器内的流体状态进行观察：当搅拌转速n=1OOr/min时,反应器内的气泡直径小且分布均匀；当搅拌转速n=200r/min时,反应器内气泡破碎充分,搅拌杆及桨叶附近有气穴生成：当搅拌转速n=500r/min时,反应器中心出现旋流与气液分层现象。(4)基于数值模拟确定的优化工艺条件为：表观气速μobs=40cm/min,搅拌转速n=200r/min。此条件下液柱高度lm处达到气泡聚并破碎平衡,苯酚废水CODCr的去除率最高为58.6%；