随着给水工艺的不断提高以及水环境所面临的复杂、多元的形势,水质标准的规定也越来越严格,加上我国空间水资源分布多样性的特点,导致不同地方的给水工艺不尽相同。目前,常规的基本给水处理工艺已经很难再满足越发严格的出水水质标准,它难以去除水体中的痕量有机污染物和两虫（隐孢子虫及贾第虫）,因此迫切需要对水源水深度处理。而臭氧工艺以其对有机物和两虫的高效去除以及良好的气味控制在国内外给水厂中被越来越广泛地采用。但是由于臭氧的强氧化性以及其池体封闭,很难对其内部流态、臭氧浓度分布和相关化学反应有一个详细的了解与评估。且目前普遍使用的隔板接触池在运行中存在大面积的回流与死水区,严重影响了其运行效率。因此研究池内的流态、液相臭氧浓度分布及设计水力优化结构则愈发迫切和必要。计算机技术的进步使得计算流体动力学（CFD）成为了研究反应器运行状况和优化其水力结构的有效工具。由于臭氧接触池难以通过大型实验进行研究,本文即运用CFD技术来模拟臭氧接触池内的流态、设计合适的水力优化结构以及对池内的臭氧气液传质、衰减及其液相的浓度分布状况进行完整建模及数值模拟,以期对臭氧接触池的实际运行和改建提供一定的指导和借鉴。首先对池体进行三维建模并计算以表征出池内的水流流态,并针对反应室内存在回流与死水区的问题,提出相应的能够改进池体水力效率的结构优化方案,提出的主要方案有:两种双挡板设置方法（双挡板类型1和2）、四种网格设置方法（网格类型1-4）和一种设置格栅的方法。之后绘制出各池型的液龄分布函数曲线,并求出t₁₀/HRT值作为水力效率指标,结果发现各优化方案均提升了原池型的水力效率,其中网格1和网格3的优化效果最好。之后自制水力实验模型,以示踪剂测试的方法绘制出模型原池型与加设网格优化后的液龄分布函数曲线,并与CFD模拟出的该曲线对比,发现两条曲线拟合度较高,证明了利用CFD技术进行流态模拟的可靠性。其次是利用欧拉-欧拉法建立了臭氧接触池内的气液两相流模型,同时以自定义函数（UDF）的形式将臭氧的传质与衰减反应载入,以得到各池型内的液相臭氧浓度分布,在此基础上利用离散相法并对得到的数据处理以求出各池型的平均CFD-CT值。最后求出了各池型的CT值分布情况,从而将水力效率与CT值两个评价指标综合了起来。结果发现各优化方案对原池型的CT值均有不同相当程度的提升,其中网格1的优化模式得出的平均CT值最高,且其CT值分布的较为集中,说明其无论对池内水力效率还是臭氧氧化效率的优化效果都较好,因此认为这一优化方案可以应用到实际工程中。最后选取鼓泡柱作为两相流实验模型,测定不同柱高处的液相臭氧浓度,与其相应的两相流模拟结果进行了对比与验证。