紫外线杀菌消毒已广泛应用于净水领域,目前市场已有的各种紫外净水设备大多使用汞灯作为紫外光源。然而随着《水俣公约》的生效,汞的污染性成为亟待解决的问题。单色性好、体积小、无污染的紫外发光二极管（UV-LED）逐渐取代汞灯作为净水光源的趋势愈发明显;同时,新冠病毒疫情的爆发也对紫外净水系统提出了更高的要求。基于计算流体动力学（CFD）技术和辐射度学原理,论文建立了净水设备的CFD模型和辐照强度分布模型。首先建立了净水设备和UV-LED的几何模型,进行了快速灵活的网格划分;然后根据计算和实际工作环境,确定了运算模型,对流场、辐射场模型分步骤模拟;最后将两者输出结果进行耦合计算,并进行了离散化的处理。从几何外形到水力状态、辐照强度分布,充分模拟UV-LED净水系统的真实场景,为UV-LED在净水领域的应用提供可靠的数据模拟。采用离散相模型（DPM）进行粒子示踪,模拟微生物微团在净水模型中的运动,发现微团在模型各部位的速度和停留时间不同;根据辐射模型,并且UV-LED的布局会影响辐照强度的分布。因此,通过优化UV-LED的布局,提高了粒子驻留时间较长部位的辐照强度。结果表明,相较于仿照汞灯的均匀直列式排布,优化后的非均匀UV-LED布局,增大了微生物微团获得的紫外剂量。同时,根据粒子流出率和流径,对净水模型进行水力状态评价,分析设备的时间利用率以及各微团受辐射均匀度。考虑到传统生物验证法需要通过计数方法推算微生物浓度,在进行循环测试时,效率较低。论文基于溶解氧（DO）荧光猝灭法,设计开发了有效紫外剂量的快速验证方法,描述了借助相关设备进行响应曲线测定的操作流程,推导了溶解氧消耗率与微生物浓度的关联。最终探究了溶解氧与有效紫外剂量的响应关系。此方案相较传统生物验证法更加高效稳定。综上所述,论文研究了水力状态、光源布局等因素对UV-LED净水系统效能的影响规律;开发设计了更高效的有效紫外剂量验证方法。论文结果对UV-LED净水设备的相关设计和研究具有重要的科学和实践意义。