为去除煤层气采出水中的金属离子和COD(化学需氧量),采用正交实验研究了各工艺条件(pH值、Na₂CO₃加入量、聚合氯化铝(PAC)加入量和反应时间)对絮凝沉淀去除水中金属离子和COD的影响,获得了最优化的工艺参数。为确保水质达标排放,继续研究了臭氧催化氧化对COD去除效果的影响。结果表明:絮凝沉淀可有效去除煤层气采出水中的金属离子和COD,通过比较得出最优化的工艺条件为:pH值11,Na₂CO₃加入量0.2 g/(100 mL),PAC加入量3.0 g/(100 mL),反应时间30 min,在该条件下COD的去除率为53.28%(质量分数,下同),钙、镁、锌、锰离子的去除率分别为76.87%,99.42%,66.72%和77.58%;活性氧化铝负载Cu,Mn,Ni,Fe和Co的催化活性依次降低,反应60 min后COD去除率分别为35.29%,34.01%,33.73%,33.01%和31.99%;臭氧催化氧化能有效去除醇类、酯类及含氮杂环化合物,相比于臭氧单独氧化能明显提高COD的去除率;以MnO_x-NiO_x/γ-Al₂O₃为催化剂,固定催化剂投加量为50 g/L,臭氧投加量为180 mg/(L·h),反应60 min,臭氧催化氧化对COD的去除率为51.3%,比单独氧化对COD的去除率高20.8%。