本工作昆山超声仪器有限公司以去除COD为目的，采用预处理后的页岩气压裂返排液出水，重点开展超声强化臭氧氧化技术的实验研究。采用室内试验，工艺流程为：选取小型臭氧发生器和超声波发生器，通过超声波强化臭氧氧化方法进一步深度处理，重点考察反应时间、废水pH、废水臭氧质量浓度和超声波功率等因素对COD去除率的影响，确定关键因素的参数值，为臭氧氧化装置的研制提供技术支撑。
小结
（1）反应时间越长，返排液的臭氧氧化处理效果越好，反应时间为30min时COD趋于稳定；
（2）臭氧更适于在碱性环境条件下使用，适宜的废水pH为10；
（3）随着废水臭氧质量浓度的增加，水中溶解的臭氧迅速增加，能够更有效地分解废水中的难降解有机物，最佳废水臭氧质量浓度为 40 mg/L；
（4）超声波协同臭氧氧化处理能一定程度提高COD去除率，最佳超声波功率为200W；
（5）在反应时间为30min、废水pH为10、废水臭氧质量浓度为40mg/L、超声波功率为200W的条件下，COD去除率可达55.2%，此时COD由210mg/L 降至94mg/L装置具有臭氧氧化和超声空化的协同作用，同时通过增加水力空化器，在一定程度上形成水力空化作用，
相比目前已有的臭氧氧化装置具有如下优势：
（1）装置采用圆筒型，立式安装，具有较强的可移动性，处理量为20m3/h，可在油田作业现场实时处理压裂返排液；
（2）装置内部设置有2组超声波换能器，采取环形布置和轴向平行固定，每组沿罐体内侧圆周均匀设置有12个超声波换能器，外部连接超声波发生器，可形成超声空化作用，提高氧化反应效率，同时换能器更换便捷；
（3）装置内部设置有直径为10~12mm的锰砂催化剂填料，可催化臭氧氧化反应，有效提高臭氧分解效率，同时也可使气液混合均匀，保证反应时间；
（4）装置入口处设有水力空化器，采取交叉布置的多孔板，彼此呈40°~70°首尾连接而成。当压裂返排液通过时，由于受到多孔板的阻流作用，流速剧增，压力骤减，产生大量的空化泡，发生水力空化反应，可以产生局部高温现象，使难降解有机物在空化气泡内发生化学键断裂、高温分解和自由基反应。生成的羟基自由基和双氧水均具有高化学活性和强氧化性，能够加速臭氧溶解和氧化效率，使气液混合均匀，形成水力空化协同氧化的作用。
