氯是目前给水厂使用最广泛的预氧化剂和消毒剂,然而由于加氯而产生的三卤甲烷(Trihalomethanes, THMs)也是最主要的氯化副产物之一,并已经被确认为“三致”(致癌、致畸、致突变)物。THMs是三氯甲烷(CHCl3)、二氯一溴甲烷(CHCl2Br)、一氯二溴甲烷(CHClBr2)和三溴甲烷(CHBr3)四种卤代烷烃的总称,其前体物主要是水体中的天然有机物。未经处理的原水中含有较多的三卤甲烷前体物,具有较大的三卤甲烷生成势(Trihalomethanes Formation Potential,THMFP),在预氯化后会产生大量的THMs,研究表明,预氯化是出厂水中产生THMs的主要原因,与氯消毒产生的THMs共同组成了自来水中的‘三致”物。因此在水处理工艺中去除预氯化已产生的THMs的同时去除水中仍然存在的THMFP从而减少氯消毒产生THMs的量,才能有效控制出水中的THMs。气浮工艺由于在处理低温、低浊、高藻水等方面的优势,在国外的给水处理中应用较为广泛。近年来为适应我国水处理行业的发展,气浮技术也被逐渐应用到国内的给水处理工艺中,代替传统的沉淀工艺。逆流气浮是一种新型气浮工艺,相比于原水与回流水同向流动的传统气浮技术,可较大程度的避免溶气回流水进入气浮池时打碎脱稳絮体,逆向流动更加充分地发挥气泡／絮体聚集体悬浮层以及气泡层的拦截作用,增加了气泡与絮体的碰撞粘附几率,提高了处理效率。本课题采用混凝-气浮工艺去除预氯化产生的三卤甲烷以及预氯化后水中剩余的三卤甲烷前体物,将静态混凝-气浮小试与混凝-逆流气浮动态实验相结合,研究去除机理,优化工艺参数,从而控制出厂水中的THMs,为水厂改进处理工艺,提高饮用水水质安全程度提供技术支持。通过静态混凝-气浮实验得出以下结论：对比了铁盐和铝盐混凝剂的净水效果,选定氯化铁作为后续实验的混凝剂。絮凝条件、絮凝时间及投药量对絮凝体形态及强度有着显著影响,进而影响到THMs、THMFP和其它指标的去除效果。不同的絮凝方式对絮凝体的强度有着显著影响,恒速和降速两种絮凝方式形成的絮凝体形态相似时,降速絮凝形成的絮凝体强度更大,抗剪切能力更强；絮凝体的形态和强度共同影响气浮处理效果,采用降速絮凝方式,在适当的投药量、絮凝搅拌强度及时间下,形成的絮凝体枝权较多,结构较为疏松,强度较大,能够有效吸附有机物,同时也有利于气浮去除。通过改善气浮反应池构造及释放器性能,使微气泡的空间分布更加均匀,减小局部湍流强度,尽量延长气泡与絮凝体的接触时间,增大碰撞几率,可达到提高处理效果的目的。混凝-气浮工艺有利于THMs中易挥发成分的去除,对THMs、THMFP及有机物的去除效果均优于混凝-沉淀工艺。气浮对各分子量区间THMFP及有机物的去除效果均优于沉淀,但二者均以去除大分子量区间THMFP和有机物为主,对小分子量区间THMFP和有机物的去除效果均较差。采用粉末活性炭强化混凝-气浮工艺可以显著增强对THMs及小分子量区间有机物的去除效果,THMs、THMFP、TOC和UV254的去除率分别达到了47.3%、64.8%、64.6%和69.8%。在混凝-逆流气浮动态实验中,在静态小试所取得的实验结论基础上,分别采用常规逆流气浮(溶气水单级释放)和溶气水分级释放两种运行方式。研究结果表明：采用分级释放可以增强气泡／絮体聚集体悬浮层的拦截作用,减小悬浮层的厚度,增加过渡层的厚度,延长过渡层中小絮体与气泡的碰撞接触时间；采用分级释放时,最大水力负荷可以达到14.Sm/h,与常规工艺最大水力负荷(9.8m/h)相比提高了51%,处理效率明显提高；分级释放时,可移动式释放器(M)与固定式释放器(F)的释放量比以及M与原水进水口的距离对处理效果有显著影响,当M与F的流量比控制2-3之间、M与进水口的距离在60-90cm时,处理效果较好。当氯化铁投加量为35mg/L,快速混合G值为648s-1,一级絮凝反应G值为107s-1,二级絮凝反应G值为21s-1,溶气水回流比为15%,排渣比为10%,水力负荷为13.8m/h时,分级释放逆流气浮工艺对各污染物的去除情况：浊度的去除率为77.5-87.9%,THMs的去除率为37.7-47.7%,THMFP的去除率为55.3-64.1%,对TOC的去除率为47.5-62.1%,对UV254的去除率为52.1-65.6%。