针对传统污水深度处理工艺对污水处理厂二级出水中溶解性有机物去除效果有限的问题,以高效去除污水处理厂二级出水中残余有机物、保障水质安全为目的,建立臭氧混凝耦合工艺体系,探明该体系对二级出水有机物及特定有机物布洛芬的去除特性,了解臭氧自分解产生羟基自由基（·OH）的反应特性,为保证再生水安全提供工艺理论依据。与传统的预臭氧-混凝工艺相比,臭氧混凝耦合工艺使得臭氧氧化和混凝在一个系统中同时作用,利用臭氧氧化和混凝不存在先后顺序、具有互混的特性以及臭氧与金属盐混凝剂之间的相互作用,提升水中有机物DOC、UV₂₅₄、色度及布洛芬的去除效率。为了进一步明确耦合工艺去除溶解性有机物的机制,研究铝盐混凝剂对臭氧自分解反应的影响和·OH指示剂对氯苯甲酸（pCBA）的分解情况,结果表明臭氧混凝耦合工艺中存在涉及·OH产生的高级氧化机制,而混凝剂可以提高臭氧氧化工艺中·OH的产量。当混凝剂与臭氧接触后,铝系混凝剂及其水解产物将作为催化剂,引发链式反应,促进臭氧分解为氧化能力更强的·OH,降低臭氧氧化的选择性,有效提高污水深度处理的效率。基于臭氧和混凝剂之间的相互作用机制,建立叔丁醇方法和竞争动力学方法分别对臭氧氧化过程中·OH的产率（Φ）进行评价,明确金属盐混凝剂及其水解产物在臭氧混凝耦合工艺中的作用机理。叔丁醇方法由于引入过量叔丁醇抑制了·OH链传播反应,只能计算得到臭氧氧化过程中链引发阶段·OH的产量。纯水中,臭氧混凝耦合工艺和臭氧氧化工艺计算的·OH产率基本相当,分别为31.33%和25.47%;二级出水中,·OH产率分别为17.89%和12.84%,说明混凝剂AlCl₃·6H₂O基本不会对链引发阶段产生影响。为了准确反映耦合工艺中·OH的实际产率,建立竞争动力学方法,该方法可以计算得到综合链式反应全过程的·OH产率,测定纯水中臭氧混凝耦合工艺·OH产率为79.8%,二级出水臭氧混凝耦合工艺和臭氧氧化工艺·OH产率分别为70.07%和26.20%,说明臭氧混凝耦合工艺中混凝剂主要参与到·OH的链促进反应,而不是链引发反应阶段。根据瞬时稳态·OH模型、·OH反应中的R_ct公式和臭氧自分解反应一级动力学方程计算得到金属盐混凝剂在·OH链式反应过程中作为引发剂、促进剂、抑制剂的反应速率常数,揭示金属盐混凝剂在臭氧混凝耦合体系中起到的具体作用。计算结果表明,混凝剂作为引发剂、促进剂和抑制剂时与·OH反应的速率常数分别为0.239 L·（mol·s）^-1、7.24×10⁸ L·（mol·s）^-1和113 L·（mol·s）^-1。通过将上述得到的速率常数与传统·OH链式反应引发剂、促进剂和抑制剂进行比较,说明混凝剂AlCl₃·6H₂O在·OH链式反应中很可能扮演促进剂的“角色”。