本研究以酸性大红3R模拟染料废水为研究对象,将微气泡曝气技术应用于臭氧催化氧化处理废水过程,为染料废水的处理提供新的处理途径,同时也为高级氧化技术改进进行有意义的探索。本研究主要考察了微气泡臭氧气液传质特性,并采用微气泡臭氧催化氧化处理酸性大红3R废水,研究了微气泡臭氧氧化特性以及影响因素,同时初步研究了酸性大红3R的反应机理和降解途径。研究结果表明,投加活性炭能够提高臭氧气液传质速率。活性炭投加量为2 g×L^-1时臭氧的传质系数为单纯微气泡臭氧化过程的2倍,同时微气泡系统的液相臭氧分解系数为传统气泡系统的1.2倍,有利于·OH产生。微气泡臭氧催化氧化处理染料废水特性研究结果表明,活性炭投加量为2 g×L^-1时酸性大红3R的处理效果最好,TOC去除率达到88.2%。改变反应条件,研究微气泡臭氧催化氧化酸性大红3R效果影响因素,结果发现pH对酸性大红3R矿化效果影响显著,且强酸性环境TOC去除效果更好,TOC去除率可以达到87%;同时提高臭氧投加量、降低污染物初始浓度,均有利于提高处理效果和反应速率。向反应体系中添加·OH掩蔽剂碳酸钠,结果表明加入碳酸钠后TOC的去除率明显降低,表明微气泡臭氧催化氧化过程中存在·OH氧化反应。同时,对微气泡臭氧催化氧化酸性大红3R过程中,30 min和90 min的反应产物进行液相色谱-质谱检测。由液相色谱-质谱图分析,推测降解酸性大红3R主要途径为偶氮降解机理,酸性大红3R大分子逐步被氧化为小分子有机酸,最终降解为H₂O和CO₂。