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饮用水水源的污染和水质要求的提高,尤其是氯化消毒副产物的发现,使得传统的常规处理工艺已经不能满足要求,寻找并采用切实可行的水处理新工艺已迫在眉睫.该研究以黄浦江上游水源为原水,采用运行水量各为1m<3>/h的两套中等规模试验设备,进行了预臭氧化工艺和预氯化工艺平行对比试验.试验结果表明:(1)预臭氧化工艺对锰、色度、嗅味、COD<,Mn>、UV<,254>的去除效果均明显优于预氯化工艺;(2)预臭氧化工艺对亚硝酸盐的去除率,随着臭氧投量的增加,呈明显上升趋势;当臭氧投加量为1.2~1.3mg/L时,预臭氧化工艺对亚硝酸盐的去除率为76.9％;(3)预臭氧化工艺对浑浊度、铁均有很高的去除率,其出水中浑浊度、铁含量均略低于预氯化工艺,且随着臭氧投加量的增加,预臭氧化工艺对浑浊度、铁的去除率并不相应增加;(4)预臭氧化并不能有效去除水中的氨氮,其对氨氮的去除率仅为7.8％~15.3％,比预氯化工艺低6％~14％.在对比试验阶段,预氯化工艺加氯量按生产实验数据基本固定不变,预臭氧化工艺分别取臭氧投加量为0.6mg/L、1.1mg/L、1.6mg/L、2.0mg/L、3.0mg/L五个工况,每个工况稳定运行1~2周,研究不同工况条件下,预臭氧化工艺的净水效果,并对此作纵横向分析,综合考虑各指标和经济因素,采取权重打分的评价方式,得出臭氧的最佳投量为1.23mg/L.最佳工况运行期间,还测定了两工艺各取样点出水中的TOC、AOC、二氯甲烷、四氯化碳、氯化消毒副产物和臭氧副产物溴酸盐的含量,并进行了致癌风险性分析和Ames试验,试验研究结果表明:(1)预臭氧化改变了水中有机物的特性,将一些大分子有机物氧化成易被微生物降解的小分子物质,加强了水中有机物的可生物降解性,有利于后续处理工艺去除,但是预臭氧化工艺对有机物总量的降低不多,对TOC的去除率仅为32％,与预氯化工艺接近,预臭氧化工艺出水生物稳定性差,AOC均明显大于预氯化工艺;(2)预臭氧化工艺能有效去除四氯化碳、三卤甲烷及其前驱物和卤乙酸,预氯化工艺远不可及;(3)预臭氧化工艺出水的致癌风险性和致突变活性均明显小于预氯化工艺的出水;(4)预臭氧化工艺应用于黄浦江水源不会产生溴酸盐副产物.在整理大量试验数据和查阅许多中外文献的基础上,作者还认真分析探讨了臭氧的净水机理.