我国供水行业面临着突出的水质问题，一方面水源普遍受到污染，另一方面水质标准不断提高，饮用水的水质问题已成为制约经济进一步发展和影响社会稳定的一个重要因素。饮用水深度净化是保障供水安全的有效途径，其中臭氧-生物活性炭技术是集活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒于一体，以除污染的独特高效性而成为当今世界各国饮用水深度处理技术的主流工艺，在欧美等国家已迅速从理论研究走向实际应用，在我国也正逐渐引起越来越多的重视。　　作为国家“863”计划南方地区安全饮用水保障技术专项的子课题，主要是针对我国南方地区低浊、高藻、微污染水库水源水的特点，以深圳水务集团的中试基地及净水厂为主要试验平台，围绕臭氧-生物活性炭深度处理工艺优化和数值模拟开展的系统研究。　　臭氧和高锰酸钾作为两种强氧化剂在预氧化处理过程中，都有各自的优势和弊端，为了能进一步发挥化学氧化的优势，同时克服单种氧化剂应用时的局限性，在臭氧预氧化研究的基础上探讨了臭氧/高锰酸钾复合预氧化技术。研究发现，臭氧/高锰酸钾复合预氧化（O3 0.6mg/L+KMnO4 0.4mg/L）与单独臭氧预氧化（O3 1.5mg/L）相比较，虽然前者的氧化能力弱于后者，但仍有单独预臭氧无法比拟的优势。复合预氧化工艺在减少运行费用的同时（节约制水成本0.002元/m3），不仅能大大降低可同化有机碳（AOC）、溴酸盐、甲醛等臭氧化副产物以及三卤甲烷生成势（THMFP）、卤乙酸生成势（HAAFP）等消毒副产物前质的生成量，并促进混凝沉淀对这些物质的去除；而且还能同时发挥臭氧杀藻的高效性与高锰酸钾的助凝效果，当臭氧投加量在0.6-1.5mg/L范围内，采用低投加量的高锰酸钾（0.2mg/L），以及高锰酸钾先氧化臭氧后投加的氧化方式时，助凝、除藻效果尤为明显。此外，水温、混凝水力条件、pH值、TOC值、硬度等水质参数都会对复合预氧化的助凝效果产生一定的影响，其中水温是设计预氧化方式的重要因素。　　净水工艺中，对于出厂水浊度的控制是保证水质的重要措施。因此深水集团提出了“863”示范工程出厂水浊度小于0.1NTU、保证率大于90％的浊度控制目标。生物活性炭（BAC）滤池作为除消毒工艺之外的最后一级屏障，严格控制其出水水质显得尤为重要。课题从BAC滤池运行周期出发，通过优化滤池的过滤、反冲洗阶段来控制滤池的出水水质。一方面提出了BAC滤池强化过滤技术，主要通过增大活性炭颗粒和水中污染物颗粒的接触碰撞几率，改变污染物颗粒表面的特性，以及充分利用活性炭自身的吸附特性，显著提高微絮凝的效果，有效控制BAC滤池的出水浊度和颗粒数。当聚合氯化铝（PAC）投加量为0.05mg/L，进水波动范围为0.11-0.24 NTU时，出水浊度稳定，平均值仅为0.033NTU，去除率高达80%。另一方面，在改变滤池型式或增设初滤水排放管道有限制的情况下，提出的反冲洗优化控制方式，即在反冲洗结束时，使BAC滤池静置30-60min，待成流化状态的活性炭滤料下沉并压实稳定后再开始过滤，解决了最易被忽略的初滤水问题，为确保反冲洗后BAC滤池出水达标提供了技术保障。　　计算机仿真模拟技术是近年来随着计算机技术飞速发展而产生的数据处理技术，它以计算流体力学CFD（Computational Fluid Dynamics）为理论基础，应用相关软件进行流体设备的设计和流体动力学的分析。通过CFD技术，不需要假设串联池的数量或进行花费昂贵的示踪研究，就能模拟、分析并优化各种水处理单元设备的运行效能。本研究利用CFD技术，模拟了深度处理工艺中臭氧接触池内的流场情况，形象、直观地评价了现有接触池的水力效率，由于池内廊道的高宽比过小，造成较严重的短流和返混现象，T10/T仅为0.4。为此提出了在反应室入口处设置导流板的方案，强制改变部分流体的流向，使流体流入反应室后能够比较均匀地分布在整个反应室内。通过优化设计，显著提高了接触池的水力效率，T10/T在原设计基础上提高了73%，达到0.6，并且基本上消除了流场内流体在接触池底部形成的短流现象，从而达到了提高臭氧传质和氧化效率的目标，并为臭氧化工艺以及其他水处理工艺的优化设计和高效运行提供了理论支持。　　“南方地区安全饮用水保障技术”工程规模示范研究是各主要单项成果在前期小试、中试基础上，结合实际工程进行的工程化规模效果验证与运行优化研究。梅林水厂深度处理工程是示范工程的重要组成部分，因此对其进行了全面、系统的运行效能评价和技术经济分析，包括强化深度处理效果、优化臭氧投加量、分析臭氧接触池水力效率、评价活性炭吸附性能等，分析并解决了运行中出现的问题，从而确保工程实现优化运行，并为其它水厂的深度处理工程建设和运行提供了宝贵的经验。