饮用水源中微量有毒有害物质特别是难降解有机物的去除是我们面临的重要任务之一。臭氧由于其强氧化性已被广泛应用到饮用水处理的有机物降解。但在以难降解有机物为去除目标的臭氧工艺实际应用中，臭氧投加量的确定依赖经验值，在线调控缺乏依据。本文以硝基苯为代表性有机物探索臭氧工艺去除难降解有机物的调控方法。该调控方法利用IOD（瞬时臭氧消耗量）、CT（臭氧浓度与反应时间之积）和有机物臭氧氧化模型来评估和调控臭氧工艺对硝基苯的去除效率。研制了用于在线检测瞬时臭氧浓度的管式反应器，可通过改变反应管长度准确检测臭氧反应时间大于2.2秒的瞬时臭氧浓度。利用管式反应器检测臭氧反应第20秒及之后两点臭氧浓度计算IOD、CT，计算值与实际值误差小于10%。考察了不同臭氧投加量及水质条件下臭氧衰减过程，得到IOD、CT与各因素的关系：IOD与臭氧投加量、pH、DOC、碱度均正相关；CT与臭氧投加量正相关，与其它三个因素负相关。根据臭氧氧化硝基苯的阶段性特点分段研究硝基苯去除率与IOD或CT的变化规律并建立了硝基苯臭氧氧化模型：η=η₁+η₂=η₁^°+η₁+η₂，式中η₁^°指在一定水质条件下的第一阶段硝基苯去除率，η₁^°=a₁×IOD+b₁。△η₁是水质参数发生变化时对η₁的修正，根据水质参数对η₁的影响来估算。第二阶段硝基苯去除率η₂是CT值的函数：η₂=a₂×CT+b₂。试验水质条件下硝基苯臭氧氧化模型：η=η₁+η₂=40.43×IOD+△η₁+12.4×CT+8.2。其他水质的硝基苯臭氧氧化模型可采用相同的方法得到相应臭氧氧化模型。根据硝基苯臭氧氧化模型分析提出采用高锰酸钾预氧化和强化混凝预处理原水，提高臭氧氧化硝基苯去除率的效果。高锰酸钾预氧化虽然不能改变原水DOC，但却能去除部分UV₂₅₄，提高硝基苯去除率，KMnO₄投加量为1.0mg/L，与无预氧化相比臭氧化效率提高了2倍，但同时溴酸盐生成量也增加了45%。强化混凝在去除DOC、UV₂₅₄的同时去除部分硝基苯，提高硝基苯去除率。