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本发明公开了一种多相催化臭氧处理剩余活性污泥的方法,包括(1)向污泥浓缩池内投加臭氧催化剂,所述臭氧催化剂包括载体和负载在载体上的活性金属组分,其中以过渡金属和稀土金属为活性金属组分,过渡金属选自元素周期表中第4和5周期的非贵金属,载体是以150-300目的活性炭为核、以无定形氧化铝为壳,其中活性炭占载体重量的10%-70%,氧化铝占载体重量的30%-90%;(2)向步骤(1)的污泥浓缩池中通入臭氧,使污泥分解;(3)将步骤(2)处理后污泥进行固液分离,除去水分。本发明通过向现有污泥浓缩池内投加臭氧催化剂,均匀混合后通入臭氧,可迅速破坏、分解污泥中的有机物,有效减少污泥质量和体积,经济实用,便于操作管理,不会出现二次污染。