藻类爆发对源水水质和水处理工艺存在众多不利影响，水厂常规的混凝过程难以将藻类有效去除。预氯化作为常用的高藻源水预处理方法已被广泛研究，但其与藻细胞的作用机制仍不清晰，而且高藻水在预氯化后其藻细胞受损、胞内有机物(IOM)释放及氯化消毒副产物(DBPs)形成随输送过程的变化也较少有人研究。课题组前期研究表明高锰酸钾-亚铁盐(KMnO4-Fe(Ⅱ))预处理具有很好的强化混凝/沉淀除藻效果，然而其强化除藻的过程机制以及如何将其应用于实际水厂的强化除藻需要进一步深入研究。因此，本论文以强化水厂除藻为研究核心，对预氯化和KMnO4-Fe(Ⅱ)强化除藻效能与机理，以及实际应用过程进行了研究。　　本论文首先分析了预氯化对藻细胞的影响与作用机制，发现脱附了藻细胞表面停留性有机物(S-AOM)的藻细胞更容易被氯氧化受损，说明S-AOM对藻细胞完整性的维持起关键性的作用。另外，通过预氯化后高藻水在输送过程中藻细胞完整性、IOM释放及氯化DBPs形成的变化结果发现，预氯化后受损藻细胞百分数随着输水时间的延长而增加;在480min的模拟输水之后，经较低投量氯(0.2-0.4mg/L)预氧化的藻液得到了较高浓度的溶解性有机碳(DOC)和溶解性有机氮(DON)，其中DON随输水时间的变化主要是由小分子量含氮有机化合物造成的;进而生成高浓度的氯化DBPs。　　通过对KMnO4-Fe(Ⅱ)混凝除藻过程的优化发现，当两者的化学计量比为1∶3时，可以在达到最高藻去除效率的同时，保证最低的出水余铁和余锰水平。另外，本论文还从S-AOM的角度分析了预氯化对KMnO4-Fe(Ⅱ)混凝除藻过程的强化机制。研究发现，S-AOM不仅能保护细胞抵御预氯化损伤，而且能抑制混凝除藻。当氯投量低于0.5mg/L时，预氯化可以有效地消除S-AOM的抑制作用，而不损伤藻细胞，并最终强化KMnO4-Fe(Ⅱ)混凝除藻的效果，其原因是脱附了S-AOM的藻细胞更容易被KMnO4-Fe(Ⅱ)混凝过程中形成的絮体捕获。　　在上述研究的基础上，进一步研究了在源水输送过程中应用KMnO4-Fe(Ⅱ)预处理强化水厂铝盐混凝/沉淀除藻工艺的效能以及实际应用的可行性。结果表明，经KMnO4-Fe(Ⅱ)预处理后形成的微小絮体对提高水厂内低投量铝盐混凝效果起关键作用，可以降低一半以上的铝盐投量。当KMnO4投量低于20μM时，在5min的氧化时间内KMnO4几乎不会破坏藻细胞的完整性，受损细胞的比例低于10％，可以有效防止因藻细胞破裂造成的输水过程中IOM的释放。另外，通过计算得到的临界不淤流速低于管道输送源水的流速，因此KMnO4-Fe(Ⅱ)预处理后形成的絮体不会在水厂外的输水管路中沉积。　　KMnO4-Fe(Ⅱ)预处理对铝盐混凝/气浮除藻工艺的提升效果相比铝盐混凝/沉淀工艺更为显著。当KMnO4投量为10μM时，其可将相同铝盐投量条件下混凝/气浮工艺的除藻效果由8％提升至99％。预处理过程中形成的微小絮体促进了铝盐混凝过程中大絮体的形成，使气浮过程中气泡与絮体的粘附效率得到增强，最终同时实现了低投量铝盐条件下对藻细胞和有机物的高效去除。　　基于小试研究中KMnO4-Fe(Ⅱ)对铝盐混凝除藻表现出的优良强化效果，本论文针对北京第九水厂水源和青草沙水库源水进行了中试研究，均得到了很好的强化除藻效果。经6/18μM的KMnO4-Fe(Ⅱ)预处理强化后，仅需低于一半的铝盐投量(10mg/L)即可将沉淀出水中藻密度控制在较低的水平，除藻率始终在99.8％以上，这一结果充分说明该预处理过程的强化除藻效果稳定。另外，运行期内砂滤的反冲洗周期延长至原来的几倍，这是因为大量的含藻絮体在沉淀池中被很好的沉淀去除，进入到砂滤中的藻细胞显著降低，减少了对砂滤的堵塞。处理后水体中的重金属离子、DBPs及嗅味物质的浓度也均低于生活饮用水水质指标(MCL)。因此，KMnO4-Fe(Ⅱ)预处理可实际应用于许多水厂的除藻强化，该工艺的实施不需要对水厂进行重建，并且可以在很大程度上实现试剂成本的节省。