本工作昆山超聲儀器有限公司以去除COD為目的，采用預處理后的頁巖氣壓裂返排液出水，重點開展超聲強化臭氧氧化技術的實驗研究。采用室內試驗，工藝流程為：選取小型臭氧發生器和超聲波發生器，通過超聲波強化臭氧氧化方法進一步深度處理，重點考察反應時間、廢水pH、廢水臭氧質量濃度和超聲波功率等因素對COD去除率的影響，確定關鍵因素的參數值，為臭氧氧化裝置的研制提供技術支撐。
小結
（1）反應時間越長，返排液的臭氧氧化處理效果越好，反應時間為30min時COD趨于穩定；
（2）臭氧更適于在堿性環境條件下使用，適宜的廢水pH為10；
（3）隨著廢水臭氧質量濃度的增加，水中溶解的臭氧迅速增加，能夠更有效地分解廢水中的難降解有機物，最佳廢水臭氧質量濃度為 40 mg/L；
（4）超聲波協同臭氧氧化處理能一定程度提高COD去除率，最佳超聲波功率為200W；
（5）在反應時間為30min、廢水pH為10、廢水臭氧質量濃度為40mg/L、超聲波功率為200W的條件下，COD去除率可達55.2%，此時COD由210mg/L 降至94mg/L裝置具有臭氧氧化和超聲空化的協同作用，同時通過增加水力空化器，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裝置具有如下優勢：
（1）裝置采用圓筒型，立式安裝，具有較強的可移動性，處理量為20m3/h，可在油田作業現場實時處理壓裂返排液；
（2）裝置內部設置有2組超聲波換能器，采取環形布置和軸向平行固定，每組沿罐體內側圓周均勻設置有12個超聲波換能器，外部連接超聲波發生器，可形成超聲空化作用，提高氧化反應效率，同時換能器更換便捷；
（3）裝置內部設置有直徑為10~12mm的錳砂催化劑填料，可催化臭氧氧化反應，有效提高臭氧分解效率，同時也可使氣液混合均勻，保證反應時間；
（4）裝置入口處設有水力空化器，采取交叉布置的多孔板，彼此呈40°~70°首尾連接而成。當壓裂返排液通過時，由于受到多孔板的阻流作用，流速劇增，壓力驟減，產生大量的空化泡，發生水力空化反應，可以產生局部高溫現象，使難降解有機物在空化氣泡內發生化學鍵斷裂、高溫分解和自由基反應。生成的羥基自由基和雙氧水均具有高化學活性和強氧化性，能夠加速臭氧溶解和氧化效率，使氣液混合均勻，形成水力空化協同氧化的作用。
