饮用水安全关系国计民生，而消毒在保障饮水卫生安全方面发挥着控制性作用。但由于水处理消毒反应复杂，消毒剂在灭活致病微生物同时，不可避免与水中有机物反应生成强“三致”毒性消毒副产物（DBPs），对水质安全构成严重威胁。大型城市供水系统规模大、管网流程长、卫生要求高，消毒效果保证与DBPs控制尤为重要。本项目围绕饮用水消毒工艺高效运行与水质风险削减这个关键难题，在国家水专项、863计划等20余项课题资助下，经过十多年持续研发，取得以下创新性成果：1）攻克了饮用水中多类型致病微生物与DBPs识别与检测关键技术，解决了城市自来水厂消毒工艺水质安全风险解析难题。构建了实时定量q-PCR分析检测技术体系，实现条件致病菌的高通量识别和定量；研发了饮用水中50种高毒性DBPs分析检测技术和前体物识别新方法，检测限可达ng/L水平，较传统方法精度提升15%-35%。2）研发了适用于大型城市自来水厂安全消毒的集成关键技术，为饮用水消毒工艺高效运行提供了综合技术方案。开发了游离氯转一氯胺顺序组合式消毒关键技术，实现出厂水总余氯中一氯胺占比90%以上，水厂消毒剂节支15%-20%；优化了自来水厂现有消毒方式，实现致病微生物与DBPs协同控制；创新实施了多级屏障前体物高效削减深度处理技术，出厂水DBPs生成潜能较常规工艺降低50%以上；开发出具有自主知识产权的新型电解制次氯酸钠成套技术、装备和应用系统，可实现水厂液氯完全替换，满足不同规模水厂应用。3）创新实施了基于多级加氯的管网低剂量余氯维持和管壁生物硝化综合控制技术，在保证供水系统生物安全性同时，嗅味氯味明显改善，管网嗅味合格率逐年提升，居民异味投诉减少60%以上；发明了压力CO2消毒、UV/氯联合、纳米铁/零价铁还原等多种新型消毒方法与DBPs控制技术，为分散式终端控制致病微生物和DBPs提供了系列技术方案。4）开发出了基于水力和消毒效能CFD模拟的自来水厂清水池系统化设计方法；研究制定了我国第一部饮用水地方标准——上海市《生活饮用水水质标准》（DB31/T1091-2018），消毒相关指标优于现行国标水质标准，与国际先进水质标准全面接轨；提出了饮用水安全消毒技术和关键参数，有效支撑了国家最新《室外给水设计标准》（GB50013-2019）的修订。项目获发明专利20项，实用新型专利10项；发表论文132篇，其中SCI论文71篇（平均影响因子4.955），ESI论文5篇，他引1787次；出版专著4部；制定上海地方标准1项，参编国家标准1项。成果应用于我国23个水厂工程（总规模930.79万吨/天），服务人口达4500万，三年新增产值30.25亿元，节约消毒剂1.65万吨，装备销售额三年新增7212万元，创收外汇214万美元。推动了我国饮用水消毒工艺和DBPs控制技术的发展，有效保障了居民饮水健康，创造了显著的社会、经济和环境效益。