臭氧活性炭工艺是我国目前最常用的饮用水深度处理工艺，溴酸盐是臭氧与原水中的溴离子反应时生成的对动物具有致癌作用的副产物。美国环境保护署（USEPA）的一项风险评价表明，对于一个体重70kg，每天饮用2L含溴酸盐5μg/L的水的成年人而言，其有生之年因摄入溴酸盐而引发癌症的可能性是10-4。世界卫生组织在1992年建议将饮用水中溴酸盐浓度的最大值控制为25μg/L，欧盟和美国允许的最大值为10μg/L。我国以往的水质标准对溴酸盐都没有规定，直到2005年6月，新颁布的《城市供水水质标准》(CJ/T206-2005)首次限定了溴酸盐最大浓度为10μg/L。对于溴酸盐的控制与去除，欧美国家较早已有大量研究，但国内在该领域的系统研究到目前为止仍未见报导。　　由于溴离子是生成溴酸盐的最基本因素，对于一个确定的臭氧化深度处理工艺而言，将直接关系到溴酸盐生成量的大小，因此，水源溴离子浓度可以作为判定臭氧化工艺适用性的依据之一。珠三角地区臭氧化工艺应用最多，且水源受咸潮影响较大，课题首先在珠三角地区开展溴离子调查。调查发现，该地区地表水源溴离子浓度差异较大，深圳市水源平均约为20μg/L，珠海市约为60μg/L。中山市饮用水源受咸潮影响较为严重，咸潮出现时，水源溴离子与氯离子浓度有良好的线性关系。尽管深圳市溴酸盐超标的可能性较小，但珠海和中山等城市受咸潮影响时，溴酸盐容易超标。　　在臭氧化净水过程中，溴离子浓度并不是影响溴酸盐生成量的唯一因素，其它因素还包括臭氧投加量、臭氧化接触时间、有机物、氨氮、pH和温度等水质参数和工艺参数。本课题依据深圳水源，通过小试和中试，模拟臭氧化工艺过程，研究了不同参数条件下溴酸盐的生成量，通过回归分析，得到了预测溴酸盐生成量的经验模型。以实验数据进行的模型验证表明，对于溴酸盐生成量低于30μg/L的情况，该预测模型有较高的准确率。　　为控制溴酸盐生成量，并保持臭氧化工艺深度处理的目标，有必要对臭氧化工艺进行优化。本课题选择了臭氧接触柱内气水接触方式和臭氧投加方式为优化对象，通过自行设计的臭氧水投加装置，精确控制臭氧投加量，分别研究了优化对象对溴酸盐生成量的影响。结果表明，气水逆流或顺流接触对溴酸盐生成量没有显著影响，但臭氧投加方式对溴酸盐生成量影响较大。与单点瞬时投加臭氧相比，沿水流方向分两点投加臭氧可使溴酸盐生成量降低1/3，分三点投加可降低40％；连续投加，即投加点数量无限多时，最多可降低约70%的溴酸盐生成量。　　高锰酸钾因其较强的氧化性而常常在饮用水预处理中用做杀藻剂，因其中间产物具有催化性而可以和臭氧组成催化臭氧化新工艺。考虑到高锰酸钾成本低，使用方便，尤其高锰酸钾对有机物的预氧化，有助于提高后续臭氧化工艺的净水效果，本课题研究了预投加高锰酸钾对后续臭氧化过程溴酸盐生成量的影响。通过对高锰酸钾的氧化性、催化性和中间产物锰价态的多样性分析，提出了预投高锰酸钾影响溴酸盐生成量的理论假设。通过小试，研究了高锰酸钾和臭氧的不同投加量组合对溴酸盐生成量的影响。通过对比投加硫酸锰和高锰酸钾，以及水中有机物存在与否时，对溴酸盐生成量的不同影响，证明了高锰酸钾对溴酸盐生成量具有多重性影响。研究表明，臭氧投加量<4mg/L时，预投0.2mg/L高锰酸钾可降低溴酸盐生成量。控制适宜的预投高锰酸钾浓度，可以同步起到降低溴酸盐生成量和提高有机物去除率的双重作用。　　尽管溴酸盐生成量可以通过工艺优化等途径得到一定程度的控制，但完全避免是不现实的。考虑到溴酸盐不能通过常规净水工艺去除，以及溴酸盐本身具有一定的氧化性，本课题率先提出了利用硫酸亚铁与活性炭过滤联用还原去除溴酸盐的新工艺。通过小试研究了FeSO4投加量、接触时间、pH值和DO等参数对去除效果的影响。研究表明，在pH＝8，反应时间为30min时，投加20mg/L的FeSO4可以将40μg/L的溴酸盐去除60%。考虑到臭氧化出水的DO一般较高，而较高的DO不利于溴酸盐的去除，研究认为硫酸亚铁不宜直接在臭氧化出水中投加，建议将GAC滤柱分成两级，硫酸亚铁投加在第二级滤柱的进水口。　　课题通过小试和中试，研究了国产活性炭去除溴酸盐和溴离子的效能。结果表明，“华辉炭”和“太西炭”吸附溴离子的能力仅为0.01mg Br-/g PAC。新活性炭滤柱可去除大约30～40%的溴酸盐，但随着运行时间的延长，去除效果逐渐减弱。因此，对于溴离子或溴酸盐的去除，无论采用粉末炭还是颗粒炭，都不具有经济性和长效性。