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饮用水水体或水源中存在一类高氧化态且毒性较强的微量污染物,它们难以被现有的常规处理或深度处理工艺去除,零价铁还原是潜在去除技术之一。本文研究了金属铁对四氯化碳(CCl4)、卤乙酸(HAA9)与溴酸盐(Br O3-)三类微量污染物的去除特性、影响因素与反应机理,为相关污染物的去除提供理论依据及解决方案。填充柱实验表明,在空床接触时间(EBCT)为2.5-10 min,反应温度为5-35oC范围内,金属铁对一氯乙酸(MCAA)的去除率为16.4-81.3%;对CCl4、HAA8和BrO3-的去除率基本接近100%。CCl4、MCAA与二氯乙酸(DCAA)去除过程中卤素质量不守恒,推测是溶解氧(DO)的存在导致金属铁对污染物的去除机制发生改变。摇瓶实验表明,当温度为25oC,反应时间为2 h时,随着DO浓度从0增加到12 mg/L,金属铁对BrO3-的去除效果不断下降;对CCl4、MCAA、DCAA与三氯乙酸(TCAA)的去除效果先上升后下降,最佳的DO浓度分别为1.27、1.52、1.52与0.75 mg/L。CCl4、MCAA、DCAA、TCAA与BrO3-的去除率分别为12.1-45.8%、1.25-27.5%、22.4-68.1%、26.0-80.5%与52.5-100%;伪一级反应速率常数分别为0.08-0.29、0.0002-0.16、0.12-0.53、0.18-0.73与0.41-3.91 h-1。金属铁去除污染物的步骤包括迁移、扩散、吸附与还原过程。金属铁颗粒表面的腐蚀产物从外到内依次为纤铁矿、绿铁锈、磁铁矿与氧化亚铁,污染物经非导电层(纤铁矿)扩散到导电层内,随后被还原。金属铁去除CCl4与MCAA的限速步骤为还原过程;去除DCAA与TCAA的限速步骤在DO浓度低于2.59 mg/L时为还原过程,较高时为扩散过程;去除Br O3-的限速步骤为传质过程。当污染物氧化能力大于氧时,DO的存在对污染物的去除产生抑制作用;反之,在一个较低的DO区间(0-2 mg/L)内可强化污染物的去除效果。基于金属铁去除污染物的机理,本文提出针对不同微量污染物的金属铁及其组合去除工艺。金属铁填充柱(EBCT为10 min)对Br O3-的去除率基本接近100%;吹脱与金属铁组合工艺(气水比为2、曝气时间为10 min、EBCT为2.5 min)对CCl4的去除率达98%;金属铁与生物活性炭组合工艺(EBCT分别为2.5与10 min)对HAA9的去除率达99%。