大部分位于我国北纬30°以上的水库,在冬季均会出现水体封冻,水质呈现低温低浊的特性。甲净水厂的进水源自甲水库,位于我国东北地区,每年冬季有长至四到五个月的冰封期。甲净水厂现使用的生产工艺为常规净水工艺,较难处理低温低浊时期的原水。因此甲净水厂增大了混凝剂的投量,以强化混凝的过程。但混凝剂投量的增大存在边际效应,且使水厂运营成本大大提高了。同时,由于甲净水厂的供水管网较长,为保证管网末端余氯达标,消毒剂投量较高,这也是出水中消毒副产物三氯乙醛(Chloral Hydrate,CH)超标风险较高的原因之一。本课题针对水厂以上实际问题,以甲净水厂的低温低浊进水为实验用水,选用高锰酸钾、高铁酸钾、次氯酸钠和二氧化氯作为预氧化剂,选择在整体工艺前端增加预氧化工艺的方式,系统地探索了单一预氧化和两两联用的复合预氧化工艺对常规净水工艺下的低温低浊水的混凝强化和CH控制的效能,提出了在低混凝剂投量下,有效强化混凝和控制CH超标风险的预氧化工艺方案。首先,通过对以上四种预氧化剂的单一预氧化工艺的研究,发现了在适当的投量和反应时间下,单一预氧化工艺对混凝效能各指标的去除率均有一定的强化,且能一定程度控制CH的生成量。其中次氯酸钠预氧化对混凝效能各指标的强化效果最好;二氧化氯预氧化对CH生成量的控制效果最好。但总的来说,不同预氧化剂对混凝效能各指标的影响不同,整体提升效果差强人意。其次,进一步对以上四种预氧化剂的两两联用的复合预氧化工艺进行了系统研究,通过带中心点的部分析因实验,系统地分析了各工艺的强化混凝的效能和控制CH的效果。研究证明了各预氧化工艺模型对某些特定响应均有协同作用,同时探讨了各工艺对解决实际生产问题的适用性,选择了高锰酸钾联合次氯酸钠复合预氧化工艺。因此,对高锰酸钾联合次氯酸钠预氧化工艺进行了响应曲面实验,并利用熵权法和满意度函数法优化了工艺参数:高锰酸钾投量0.2070mg/L,次氯酸钠投量0.7737mg/L、次氯酸钠反应时间10min。模型验证实验所得的色度、CH生成量去除率分别与预测值相差2.08%和1.68%,证明了模型的准确性和优化的有效性。最后,对此工艺进行混凝剂投量的研究,发现在保证混凝效果的前提下,能减少10%的混凝剂投量,且提升了21.5%的对CH的生成量去除率。对方案进行了经济分析,按日供90万吨净水计算、启用时长4个月计算,单纯在节省药剂成本一项,在每年水质低温低浊期便可节省94.28万元。