基于活性炭的臭氧-生物活性炭（O3-biological activated carbon,O3-BAC）技术已成为当前饮用水深度净化的有效方法,也对净水用活性炭的技术指标和性能提出了更高的要求。论文依据活性炭在饮用水净化工艺中所起的吸附剂、生物膜载体作用,确定净水用活性炭应具备的组成、结构和性能,基于现有净水用活性炭标准及指标,研究、构建饮用水深度净化用活性炭指标体系;采制我国大同、太西和新疆等地典型水处理用商品颗粒活性炭样品,借助解析N2吸-脱附等温线表征活性炭及配炭的孔结构,采用Boehm滴定法定量表征活性炭样品的表面官能团,按照国标方法测试活性炭及配炭的碘值、亚甲蓝值、丹宁酸值和焦糖脱色率等吸附性能,研究、关联活性炭吸附性能指标与表面化学和孔结构的相关性,利用上向反冲洗-下向吸附循环实验测定活性炭及配炭的流体力学性能;采用加权平均拟合、线性拟合和多项式拟合等方法,研究活性炭配炭吸附性能指标与配炭组分吸附性能指标间的量化关系,通过对活性炭配炭孔结构参数的加和性分析,研究活性炭配炭吸附性能指标预测的原理;利用加权平均拟合、线性拟合和多项式拟合方法等常规方法及BP神经网络模型研究活性炭配炭流体力学性能及其与配炭组分相关性能间的量化关系,并通过碘值研究反冲洗过程活性炭配炭的均匀性和稳定性。论文研究得到的主要结果有:（1）O3-BAC净水工艺用活性炭指标体系应包括理化性质如重金属（锌、砷、铬和铅等）含量、水溶物、水分、p H值、粒度、漂浮率、装填密度等,吸附性能如碘值、焦糖脱色率、对新型污染物的吸附能力、实际净水能力等,滤池性能如机械强度、流体力学性能（床层膨胀率、床层压降）和挂膜能力等。（2）我国典型的饮用水净化用商品煤质活性炭孔结构发育以微孔为主,并伴有一定程度的中孔发育,且活性炭表面官能团含量较少。活性炭碘值、亚甲蓝值、丹宁酸值和焦糖脱色率的测定结果发现,除活性炭丹宁酸值与焦糖脱色率间具有明显的正相关关系,其它的活性炭吸附性能指标间均无明显的相关性。活性炭吸附性能指标的大小主要由孔结构参数决定,而与表面化学的关联性不大,活性炭碘值主要与孔径介于1.0～2.8 nm的孔容积相关,线性相关系数为0.92;亚甲蓝值主要与孔径介于1.5～10 nm的孔容积相关,线性相关系数为0.94;丹宁酸值主要与中孔孔容积相关,线性相关系数为0.91;焦糖脱色率主要与大于3.0 nm中孔孔容积相关,线性相关系数为0.93。（3）上向水流的冲洗强度影响活性炭的流体力学性能,活性炭床层膨胀率随冲洗强度的增加而增大,在较低的冲洗强度下,床层膨胀率曲线的斜率逐渐增大,当活性炭床层达到10%膨胀率时,床层膨胀率曲线开始趋于一条直线。活性炭床层压降随着冲洗强度的增加先增大后减小,存在最大床层压降。同时,活性炭粒径也是影响其流体力学性能的因素之一,相同冲洗强度下,12×40目活性炭的床层膨胀率远高于8×30目活性炭的床层膨胀率,且12×40目活性炭最先达到最大床层压降。（4）高吸附性能活性炭的掺入可以提高低吸附性能活性炭的吸附性能。采用加权平均拟合、线性拟合和多项式拟合等方法对活性炭配炭碘值、亚甲蓝值、丹宁酸值和焦糖脱色率等吸附性能指标进行预测,拟合值与测量值间的平均相对误差为0.29%～4.01%,表明三种拟合方法都可以有效预测活性炭配炭吸附性能指标,其中加权平均拟合方法最为简便。同时,活性炭配炭具有和配炭组分相似的孔结构,采用加权平均方法对活性炭配炭孔结构参数进行计算的拟合值和测量值间的相对误差均小于7%,配炭过程未改变活性炭本身的孔结构特性,活性炭配炭孔结构参数具有良好的加和性。（5）活性炭配炭流体力学性能与配炭组分流体力学性能间呈非线性关系,而BP神经网络模型可以准确描述这种关系。对于活性炭配炭30%床层膨胀率下的冲洗强度,采用BP神经网络模型预测的平均相对误差为2.17%,远低于分别采用加权平均拟合、线性拟合和多项式拟合等方法预测的5.53%、4.08%和4.06%;对于活性炭配炭最大床层压降,采用BP神经网络模型预测的平均相对误差为1.37%,远低于采用加权平均拟合、线性拟合和多项式拟合等方法预测的4.31%、4.28%和4.22%。（6）活性炭床层不同高度处取样的碘值测定结果表明,反冲洗过程会影响床层中活性炭颗粒的稳定状态,造成床层的颗粒重排现象,使得活性炭颗粒处于动态平衡,且活性炭床层较高处的活性炭颗粒具有更高的碘值和更发育的孔结构。30%床层膨胀率下冲洗10 min时,不同床层高度处的活性炭样品碘值基本保持不变,活性炭床层内部的颗粒重排基本完成。活性炭配炭床层在反冲洗下达到稳定后,不同床层高度处活性炭配炭的碘值加权平均预测值测量值间的相对误差均小于0.99%,且活性炭配炭的组成比例与初始装柱时的组成比例相同,反冲洗过程对不同床层高度处的活性炭配炭的组成比例几乎没有影响。