随着水环境污染的加重,水中的微量有机污染物种类越来越多,尤其是邻苯二甲酸酯类物质(PAEs),在水环境中已经达到普遍检出的水平,成为一类最普遍的污染物。这类物质具有致癌、致畸、致突变的活性,对人体健康危害极大,引起全球性关注并被很多国家列为优先控制污染物。常规给水处理工艺对这类有机物的去除效率十分有限,已经不能满足日益提高的水质标准的要求,开发新的水处理工艺以控制饮用水中的PAEs成为当前迫切需要解决的问题。本文以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主要目标污染物,从强化臭氧氧化的角度考虑,通过对比试验筛选能够高效去除水中DBP的方法,综合考察了各种金属氧化物、活性炭、过氧化氢、零价金属等物质对臭氧氧化DBP的强化作用,最后找出能够经济高效地强化去除水中PAEs等微量有机污染物的零价金属强化氧化工艺,主要工作与研究成果如下:制备了多种催化剂,并考察了不同种类催化剂存在条件下对臭氧去除水中DBP的影响规律。研究发现,α-FeOOH、γ-Fe2O3、Mn3O4具有一定的强化臭氧去除DBP能力,但强化效果最佳的催化剂γ-Fe2O3对DBP的去除率也只有60.7%;过氧化氢能够大幅度的强化臭氧去除DBP,去除率可达90%以上;纳米TiO2对臭氧氧化DBP的强化效果较好,负载型的纳米二氧化钛强化臭氧氧化对DBP的去除率可达80%以上;活性炭具有一定的强化臭氧氧化去除DBP的能力,但与过氧化氢联用时并没有体现出协同作用。研究发现,零价铁、零价锌对臭氧氧化去除DBP具有良好的强化作用,反应过程中对DBP的去除率可高达90%以上;值得注意的是,在酸性条件下零价铁和零价铜具有强化水中溶解氧去除DBP的能力,臭氧在氧化反应过程中并不是必需的氧化剂。在零价铁强化臭氧氧化DBP过程中,DBP去除效果受零价铁投量、有机物浓度、溶液pH值等因素的影响,不同pH值条件下对DBP的氧化机理有所差别;中性条件下,零价铁对臭氧的强化作用受叔丁醇的影响,反应过程遵循羟基自由基机理;排除了反应过程中其他铁氧化物的强化作用,认为强化臭氧氧化DBP效率的提高主要是基于零价铁本身的强化能力;水质条件及水中常见阴阳离子、有机物等对零价铁强化臭氧氧化具有一定影响。零价锌对臭氧氧化DBP具有良好的强化能力,在所选择的实验条件下,当零价锌投量为0.05g/L时即可高效的强化臭氧去除DBP;零价锌投量增大有利于DBP的去除,DBP初始浓度对其去除效率影响不大,溶液pH值影响零价锌强化臭氧氧化的效果。值得注意的是,零价锌强化臭氧氧化过程不受水中碳酸根的影响,叔丁醇存在时对氧化过程的抑制作用也不完全,因此认为该反应过程不完全遵循羟基自由基机理;反应过程中零价锌本身对臭氧的强化起主要作用,但重复利用后效果更好,说明反应过程中零价锌生成了强化活性更高的物质;不同水质对零价锌强化臭氧氧化DBP的效率影响较小,但一些阳离子如钠离子、铵离子、铁离子及低浓度腐殖酸存在可以加快DBP的去除。在酸性条件下,零价铜具有良好的强化氧化去除水中多种有机物的能力,其强化氧化效果随溶液pH值降低、零价铜投量增加而提高,有机物的去除效率受有机物初始浓度的影响较小;零价铜强化氧化去除水中有机物的过程,排除了吸附、氧化铜以及铜离子的作用,并且能够达到降低TOC、矿化有机物的效果;零价铜强化氧化的反应机理受溶液中酸的影响,用硫酸调pH值时,溶解氧对于零价铜强化氧化去除有机物并不是必需的,反应遵循羟基自由基作用机理;而用盐酸调pH值时,溶解氧对于零价铜强化氧化去除有机物是必需的,反应过程不受羟基自由基抑制剂叔丁醇的影响;水质条件对零价铜强化氧化的效果影响较大,铁离子的加入能加快DBP的去除,而甲醛的加入对DBP的去除起反作用;零价铜重复使用后强化氧化效率提高,反应过程中有铜离子溶出。零价铁、零价锌强化臭氧氧化工艺可用于实际水源水的处理,提高原水中DOC的去除率,处理后UV254降低,氨氮浓度升高,强化臭氧氧化对分子量为1000～10000之间的有机物的去除效果明显;零价铜强化氧化对原水中的DOC有一定去除,对分子量为1750和3800附近的有机物的去除比较明显;零价铁、零价锌强化臭氧氧化也可以用于废水的处理,在一定程度上提高臭氧去除COD的效率。