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臭氧对各种致病微生物,特别是“两虫”(隐孢子虫和贾第鞭毛虫),具有良好的灭活效果,所以其在水处理消毒工艺中的应用日益广泛。但是大量研究表明,臭氧在对含溴原水进行消毒时容易产生潜在致癌物质—溴酸盐。因此,如何在保证消毒效率的前提下尽量降低溴酸盐生成量成了一个亟待解决的问题。已有研究证明通过池型优化的方法可以很大程度提高臭氧接触池的水力效率,并根据接触池中水力效率与消毒效率的正相关关系推出池型优化同样可以提高接触池的消毒效率,但很少有研究者直接就池型优化对臭氧接触池消毒及其副产物生成的影响进行讨论。 针对这个问题,本文先利用计算流体力学(CFD)建立了包括臭氧接触池水力模型、臭氧气液传质模型、臭氧衰减模型、臭氧消毒模型以及臭氧化副产物生成模型等子模型的臭氧接触池综合模型。然后应用该综合模型对三种接触池池型优化方案,即安装导流板,采用平行三角堰的出水方式,设置多孔介质区,进行数值模拟并比较消毒效率和溴酸盐生成情况。最后,对模拟中得出的最佳池型优化方案进行试验验证。 研究结果表明:安装导流板后,在臭氧投加量相同的情况下,臭氧接触池的消毒log值提高了0.29,而在保证同等消毒效率的情况下,臭氧接触池的溴酸盐生成浓度和臭氧投加量分别降低了19.9％和25.5%;采用平行三角堰出水方式后,在臭氧投加量相同的情况下,臭氧接触池的消毒log值提高了0.24,而保证同等消毒效率的情况下,其溴酸盐生成浓度和臭氧投加量分别降低了8.90%和18.0%;设置多孔介质区后,在臭氧投加量相同的情况下,臭氧接触池的消毒log值提高了0.64,而在消毒log值相同的情况下,其溴酸盐生成浓度和臭氧投加量分别降低了19.8%和34.0%,该方案为最佳优化方案。验证试验结果与模拟结果基本相符,在臭氧投加量相同的情况下,臭氧接触池的消毒log值提高了0.59,而在消毒log值相同的情况下,其溴酸盐生成浓度和臭氧投加量分别降低了15.1%和30.0%。