砷污染已成为一个世界性问题。长期饮用高砷水,会对肝、肾、皮肤、神经系统和生殖系统造成严重伤害,研究表明砷可以引起致畸、致癌和致突变。在水环境中,砷一般以三价和五价态的形式存在。其中三价砷比五价砷毒性更强、更不稳定、更不容易去除。并且,三价砷在自然状态下氧化成五价砷的速度较慢。因此,在除砷前将三价氧化成为五价砷是强化除砷的有效途径。2006年国家颁布新的生活引用水标准(GB 5749-2006)首次将砷的浓度极限值降低到10μg/L,但目前相应的除砷方法少且费用也较高,研究一种新的除砷工艺已成为一个急需解决的问题。本研究利用农村地下高砷水为研究对象,采用臭氧氧化工艺将三价砷预氧化为五价砷,再通过混凝、沉淀和过滤等工艺相结合去除水中的砷。研究考察了臭氧氧化时间和流量与除砷率之间的关系,浊度、水中铁、猛离子和pH对于臭氧除砷的影响,分析了臭氧预氧化对于混凝沉淀、过滤工艺除砷效果的影响。结果表明:控制臭氧曝气时间5min,单独曝气沉淀处理原水,在沉淀时间为15min的时,上清液砷的去除率达50%~60%,砷的去除效率与臭氧流量成正比。而臭氧曝气与过滤联用,或者臭氧曝气与混凝过滤联用砷的去除率达到90%以上,满足国家饮用水标准要求;经臭氧曝气的水样,上清液的余砷含量与处理后水样的静止沉淀时间有一定的关系,在30min内,沉淀时间越长,砷含量越低;臭氧预氧化可以显著提高铁盐、铝盐、聚合类混凝剂的除砷效果,且混凝剂除砷效果强弱的顺序分别为:FeCl3> Al2(SO4)3>聚合铝铁>聚合氯化铝;臭氧预氧化过程中,铁锰离子单独存在时可以提高除砷效率,其中铁离子除砷效果比锰离子较强,当铁锰共存时,锰离子会抑制铁离子的除砷效果;在臭氧预氧化过程中,铁盐在温度和浊度变化时对于砷的去除效果更稳定些;针对现场含量为0.17mg/L高砷水,当混凝剂为FeCl3,投加量30mg/L时可以保证出水砷浓度降低到0.01mg/L,达到国际饮用水标准,在试验过程中,砷的去除率在50%~95%之间。