在净水厂常规处理工艺中,水源水的有机污染是导致工艺运行质量下降和水质问题的主要原因。作为山东省高密市重要饮用水源的城北水库,其上游水源为峡山水库水和黄河水,水质均存在不同程度的有机物污染问题。两种水源水交替或混合进入城北水库,水质波动和不稳定性显著,增加了水质处理的难度。常规工艺水厂难以保证水质达标,需进行工艺优化和升级。本文以山东省高密市孚日水厂为依托,以城北水库水源水为研究对象,针对微污染水中的有机物去除开展研究,通过实验室试验和生产现场模型试验相结合的方式,对现有常规工艺进行强化试验,并通过生物预处理试验探讨工艺升级改造的可行性。试验通过对不同的单体工艺及其组合进行效果验证和评价,对工艺参数进行了测试优化,形成研究结论如下:（1）强化混凝可有效提高常规处理工艺对原水中的有机物的去除效果。本试验通过投加PAC絮凝剂和PAM助凝剂,结合高锰酸钾预氧化和粉末活性炭吸附达到强化混凝的效果。通过对PAC单独投加和PAM助凝剂投加试验,确定PAC和PAM的最佳投加量分别为70mg/L和0.05mg/L;“高锰酸钾-粉末活性炭”组合工艺在高锰酸钾和粉末活性炭分别为0.6mg/L和15mg/L的条件下,对浊度、色度、COD_Mn和UV₂₅₄的去除率分别达到87.38%、47.83%、53.12%和18.26%。（2）试验结果表明,曝气生物滤池（BAF）预处理微污染水效果显著,1500mm滤料对浊度、色度、COD_Mn、UV₂₅₄、藻类和氨氮的日均去除率分别达到60.81%、48.11%、20.83%、7.13%、51.28%和31.13%;“BAF-粉末活性炭”组合工艺对浊度、色度、COD_Mn和UV₂₅₄的去除率分别为97.00%、89.72%、55.45%和35.59%,比“高锰酸钾-粉末活性炭”工艺分别提高了9.62%、41.89%、2.33%和17.33%。（3）BAF实验中采用火山岩填料,发现1500mm滤层对有机物的去除效率明显高于800mm滤层;为保证处理效果,COD负荷不宜超过5 kg/（m³·d）,水力负荷不宜超过8 m³/（m²·h）;另外,当水温低于10℃时,COD_Mn去除率下降明显;原水的溶解氧浓度高于6mg/L,停止曝气未对COD_Mn去除效果产生影响。（4）试验表明颗粒活性炭（GAC）-石英砂双层滤料过滤效果明显优于普通砂滤池。炭砂过滤（GSF）对浊度、色度、COD_Mn、UV₂₅₄和氨氮的日均去除率达到了75.32%、57.88%、27.27%、25.01%和28.54%,分别比普通砂滤高出5.50%、10.13%、14.63%、14.03%和8.03%。生物降解作用抵消了部分因吸附碘值下降引起的有机物去除率下降趋势,pH与溶解氧的变化量可以作为生物降解作用的参考依据。（5）试验表明炭砂双层滤料滤池反洗周期比单层砂滤池更长。通过滤层水头损失与滤后水浊度测定确定当前反洗周期为48h;通过反冲洗强度与滤层膨胀率的测试,确定水洗强度为12L/（s·m²）;通过活性炭对有机物的去除率分析,结合GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》要求,确定了炭砂过滤进水COD_Mn的限值为4mg/L;综合考虑活性炭运行寿命、成本及滤池结构情况,探讨了单层砂滤池改造为炭砂滤池的可行性。（6）试验表明BAF作为预处理工艺可以显著提高对有机物的去除效果,原水污染严重时可以采用BAF-粉末活性炭组合工艺,同时可以用炭砂双层滤料进行强化过滤以提高COD_Mn去除率,为水厂优化改造提供了思路;在当前不具备预处理设施建设条件的前提下,对强化混凝可以采用高锰酸钾预氧化或与粉末活性炭联用;水厂仍应进行深度处理设施建设规划,以确保水质满足国标要求。