预臭氧化工艺具有杀菌能力强,除藻效果好,能够去除有机物等优点,在国外受到重视,并逐渐应用于实际饮用水生产过程中。而我国的研究起步较晚,多数仍处在实验室和中试阶段,在实际应用中的数据相对缺乏。在这样的大背景下,研究预臭氧化消毒副产物生成特性和控制技术,确定预臭氧化过程中溴酸盐及含碳消毒副产物(C-DBPs)和含氮消毒副产物(N-DBPs)等水质指标之间的最佳平衡点,为预臭氧化工艺的应用提供理论基础和实践经验,对优化给水厂的处理工艺,提高饮用水水质安全有着重要作用和意义。本文以天津市水源水为研究对象,研究预臭氧化工艺对消毒副产物(DBPs)的影响,得出预臭氧化的最优CT值条件,找出其对传统氯消毒副产物和新型含氮消毒副产物三氯硝基甲烷(TCNM)的控制方法。得出了以下主要结论：预臭氧化的CT值对净水效果的影响研究发现：试验原水经不同CT值条件下的预臭氧化处理后,出水的UV254值有了大幅度下降,可溶性有机碳(DOC)、三卤甲烷生成势(THMFP)和卤乙酸生成势(HAAFP)均有一定程度的下降,溴酸盐含量也均符合国家关于饮用水中溴酸盐浓度的要求。确定实验所用原水的预臭氧化最优CT值为初始臭氧浓度1.35-2.0mg/L,臭氧接触反应时间为10min,即最优CT值为13.5-20.0mg/L·min。在实际水厂生产中,低温低浊及普通水质期,可采用较低的初始臭氧投量,即1.35-1.5mg/L左右,高温高藻期,水质条件变差,初始臭氧投量可以适当提高至2.0mg/L左右。最优CT值条件下DBPs的生成特性研究表明：对于试验原水来说,MW>30kDa组分是THMs和HAAs的主要前体物质,其THMFP和HAAFP分别约占试验原水的25.14%和40.36%。MW在10-30kDa的有机物组分与氯反应具有最强的THMs和HAAs生成能力。对于预臭氧化出水来说,MW<1kDa组分对THMs和HAAs的生成量贡献最大。MW在1-3kDa的有机物组分与氯反应具有最强的THMs生成能力,而MW在3-10kDa的有机物组分与氯反应具有最强的HAAs生成能力。预臭氧化造成了大分子有机物的分解,使得NOM的MW分布向小分子迁移。向原水中加入一定量的溴化钾溶液,研究不同溴离子浓度下的原水在最优CT值处理条件下溴酸盐的生成情况,发现当试验原水溴离子浓度为143.521μg/L时,预臭氧化反应出水中溴酸盐的含量为10.402μg/L。因此,确定溴酸盐生成量超标时试验原水中溴离子的含量约为143μg/L,即当原水中溴离子浓度约为285μg/L时,在最优CT值条件下进行预臭氧化的出水中溴离子含量就有超标的危险。在此临界溴离子浓度下对预臭氧化工艺进行优化实验得出,调节原水pH至6.0,同时向原水中加入适量氨氮,预臭氧化反应20分钟后即可达到去除THMFP和HAAFP和控制溴酸盐生成的双重目的。氨基酸配水体系中TCNMFP的影响因素研究发现：甘氨酸、赖氨酸和色氨酸溶液经过预臭氧化反应后,TCNMFP的浓度均随着初始臭氧投量的提高而增加。四种氨基酸经过预臭氧化反应后,其TCNMFP浓度均随着预臭氧化反应时间的延长而升高。各种氨基酸溶液经预臭氧化反应后,初始pH对TCNMFP的影响由于氨基酸种类的不同而不同。当有亚硝酸盐存在时,四种氨基酸经过预臭氧化反应后的TCNMFP都有所上升。但是当初始亚硝酸盐浓度提高到较高水平时,整体的增加趋势并不十分显著。研究实际水体中预臭氧化工艺对TCNMFP的影响得出：对于试验原水来说,MW为1-3kDa的有机氮组分是TCNM的主要前体物质,MW在3-10kDa的有机氮组分与氯反应具有最强的TCNM生成能力。对于预臭氧化出水来说,MW<1kDa组分对TCNM的生成量贡献最大,预臭氧化对TCNM的增长作用可能就在于此部分可溶性有机碳(DON)有了生成TCNM的潜能；MW在3-10kDa、10-30kDa和>30kDa的有机氮组分与氯反应生成TCNM的能力都较强。水厂原水经预臭氧化后,TCNMFP有了显著增加。随着臭氧投量的增大,原水经预臭氧化反应后的TCNMFP先略微降低后升高。随着反应时间的延长,TCNMFP先降低后升高,在反应时间为5分钟时,TCNMFP有最小值。随着pH值的升高,预臭氧化处理后出水的TCNMFP迅速升高。强酸性环境(pH=4时)有利于控制预臭氧化处理中TCNM的生成。当试验原水中处于临界溴离子浓度条件下时,为了控制TCNM的生成,在确保溴酸盐含量不超标的前提下,可向原水中少投加或者不投加氨氮。这样,在原水处于临界溴离子浓度的情况下,既可有效控制溴酸盐的生成,也可尽量减少TCNM的生成,提高饮用水的安全性。