污水再生利用是缓解我国水资源短缺的重要途径,而保障水质安全是再生水利用的关键问题之一。臭氧既可以灭活病原微生物,同时还可去除再生水中的有机无机污染物,在再生水消毒领域有着广阔的应用前景。但臭氧消毒工艺中存在两大技术瓶颈：一是最佳投加量的选取,一是再生水水质的影响。因此,本研究以北京市各污水处理厂多个实际再生水为研究对象,采用静态消毒试验装置,考察了臭氧投加量(TOD,Transfered ozone dose)对指示病原微生物灭活效果的影响,为最佳TOD的选取提供理论支撑。通过统计学分析,寻找与指示病原微生物灭活效果显著相关的直观水质指标,建立水质指标与微生物指标的相关关系。同时,以分子量分离后的水样为研究对象,寻找对病原微生物灭活效果影响显著的物质组分。研究得到以下结果：(1)TOD是影响指示病原微生物灭活效果的重要因素。大肠杆菌灭活率随TOD的变化过程分为慢速灭活阶段和快速灭活阶段。当TOD小于TODlow(慢速灭活阶段和快速灭活阶段的拐点)时,灭活率增加的速率较慢,而当TOD大于TODlow时,灭活率增加的速率快速提高。枯草芽孢灭活率随TOD的变化过程分为停滞阶段和快速灭活阶段。当TOD小于TODLag(停滞阶段和快速灭活阶段的拐点)时,枯草芽孢无显著灭活,而当TOD大于TODLag时,枯草芽孢灭活率随TOD的增加而快速增加。北京市各污水处理厂实际再生水中TODlow的经验值为3～4mg/L,TOWLag的经验值为2～6mg/L。不同水质条件下,指示病原微生物达到相同灭活率所需的TOD差异较大。北京市各污水处理厂实际再生水中大肠杆菌以及枯草芽孢灭活率达到21og时所需的TOD分别约为3mg/L～6mg/L以及8mg/L～18mg/L。(2)UV254和总荧光强度是与指示病原微生物灭活效果显著相关的直观水质指标。相同操作条件下,进水UV254及总荧光强度越大,指示病原微生物的灭活效果越差。消毒过程中,臭氧不仅对指示病原微生物有灭活作用,还对色度、UV254及总荧光强度有一定去除。UV254去除率与大肠杆菌灭活率之间呈现指数函数的相关关系,拟合的指数函数方程为y=0.12e0.06x,相关系数为0.80。总荧光强度去除率与大肠杆菌灭活率之间也呈现指数函数的相关关系,拟合的指数函数方程为y=0.03e0.06x,相关系数为0.79。当UV254去除率、总荧光强度去除率与枯草芽孢灭活率均增加时,UV254去除率与枯草芽孢灭活率之间呈现明显的线性相关关系,拟合的线性方程为y=0.06x-2.5,相关系数为0.70。总荧光强度去除率与枯草芽孢灭活率也呈现一定的线性相关关系,拟合的相关性方程为y=0.12x-8.64,相关系数为0.57。将UV254和总荧光强度作为臭氧消毒工艺中的过程控制指标,利用两者去除率与指示病原微生物灭活率的相关关系来估算臭氧对病原微生物的灭活效果。不仅可以大大简化实验研究或工程实践中的工作量,且易实现灭活效果的实时在线监测。色度可以作为臭氧消毒工艺中的初始控制指标。将色度去除率随TOD的增加而趋于稳定时所需的TOD作为最佳TOD的参考。当TOD大于色度去除率趋于稳定时所需的TOD时,指示病原微生物才可能进入快速灭活阶段。(3)再生水水质不仅影响臭氧对指示病原微生物的灭活效果,对指示病原微生物灭活过程中的特性也存在明显的影响。再生水中有机物含量越高,指示病原微生物灭活率越低,指示病原微生物进入快速灭活阶段所需的TOD越大,且进入快速灭活阶段后大肠杆菌灭活率随TOD增加的速率越慢。实际再生水中的有机物主要为分子量<1kDa和1k～10kDa的组分。分子量为1k～10kDa的有机物组分是影响实际再生水中臭氧消毒效果的主要物质。在今后的臭氧消毒工艺中,可以考虑在消毒前对再生水进行膜工艺处理,将再生水中的大分子有机物组分去除,以实现在较低的TOD下获得较高的消毒效果。