消毒工艺对保障饮用水安全至关重要。臭氧在自来水厂滤后水消毒处理中,可实现以较低浓度、在较短接触时间内有效杀死细菌与病毒。臭氧消毒同时可将水中溴离子氧化为2B级致癌物溴酸盐,对人体健康造成危害。臭氧本身不会和有机物反应生成有机消毒副产物,但臭氧具有强氧化性,可在较低温度下发生氧化反应,将水中包括溴离子在内的多种物质氧化,故而溴酸盐形成的过程非常复杂。主要研究静态实验中,臭氧-茶多酚联合消毒工艺对溴离子的氧化过程及溴酸盐生成浓度的影响,同时探讨水中常见共存离子、碱度、温度等因素对联合消毒控制溴酸盐生成和转化过程中反应方向的影响。以自来水放置48 h模拟水厂滤后水为原水,对于饮用水消毒系统,分别基于臭氧和茶多酚消毒过程中溴化物的风险评估,以及生成物的浓度检测,探究了溴酸盐形成途径,从饮用水安全的角度对痕量中间体和出水毒性进行了研究,并围绕臭氧-茶多酚联合消毒对臭氧氧化过程中的溴化物生成和控制特性进行了优化分析。研究结果表明:联合消毒中茶多酚用量的增加可以明显导致系统中溴酸盐的形成;水中氯离子和氨氮的存在均可在一定程度上抑制溴酸盐的生成;羟基自由基在臭氧消毒、臭氧-茶多酚联合消毒系统中均起着重要作用;溴酸盐生成浓度随水样碱度升高而先缓慢降低后迅速升高且在p H值为6时浓度最低。在针对臭氧-茶多酚消毒对溴化物的生成分析中,静态实验条件下,单独改变臭氧和茶多酚的投加量能够有效改变溴酸盐的生成量,试验调节臭氧初始浓度为2 mg/L、3 mg/L、4 mg/L、5 mg/L,茶多酚初始浓度为20 mg/L、30 mg/L、40mg/L、50 mg/L、80 mg/L;溴离子初始浓度为0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.5 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L。通过对含溴水进行臭氧、茶多酚单独消毒和臭氧-茶多酚联合消毒,分析转化过程中中间产物和终产物溴酸盐生成情况。试验证实,联合消毒中臭氧投加浓度、茶多酚投加浓度和臭氧接触时间均可直接影响溴酸盐的生成,应当考虑在实际应用中因地制宜调节上述参数,从而有效抑制溴酸盐的产生。通过对不同水质条件下溴酸盐的生成结果进行分析,可知原水中若存在少量氯离子即可有效控制溴酸盐的生成;氨氮浓度与其对溴酸盐的抑制作用成正相关,但总体对溴酸盐的抑制程度有限,且有消毒副产物溴胺生成。同时试验表明臭氧接触时间是影响溴离子转化率的重要因素,在将臭氧接触时间由20 min延长至25 min时,可降低72.6%的溴酸盐生成量。探究溴离子在臭氧-茶多酚系统中的转化规律可得,羟基自由基、溴氧自由基和次溴酸在不同碱度下的转化速率与反应方向均为影响溴酸盐生成的重要因素,控制羟基自由基浓度和水样碱度,可对减少溴酸盐的产生有积极作用。通过试验揭示了溴离子,溴酸盐和其他反应过程中的中间产物在臭氧消毒氧化过程中的变化规律,建立了溴酸盐全过程协同控制系统,探讨了不同初始水质条件下溴酸盐生成量影响因素。整合完善了溴酸盐控制技术及应用范围,为降低溴酸盐潜在风险,拓展臭氧-茶多酚联合消毒工艺在饮用水处理中的实际工程应用提供了理论基础和技术指导。