本文以长江南京段饮用水水源为研究对象，以提高自来水厂出水水质为目标，研究了原水的有机物特性、分子量分布和微量有机物的种类，考察了生物活性炭滤池、生物强化滤池及其组合工艺去除水中污染物的机理和效能。主要研究内容和结果如下:　　生物活性炭滤池和生物强化滤池采用自然富集培养挂膜法，在空床接触时间(EBCT)为13.5min的条件下挂膜基本完成大约需30天左右。研究不同EBCT和反冲洗方式对两种生物滤池处理效果的影响，确定生物强化滤池适宜EBCT为10min，生物活性炭滤池为13.5min。采用气水联合反冲洗，生物强化滤池:气冲强度6L/s·m2，历时5min，水冲强度15L/s·m2，历时10min;生物活性炭滤池:低强度气反冲5 L/m2·s，历时5min，高强度水反冲15 L/m2·s，历时15min。　　对3套臭氧生物活性炭组合工艺即混凝—沉淀—砂滤—后臭氧—生物活性炭滤池（工艺Ⅰ）、预臭氧—混凝—沉淀—砂滤—生物活性炭滤池（工艺Ⅱ）、预臭氧—混凝—沉淀—砂滤—后臭氧—生物活性炭滤池（工艺Ⅲ）的臭氧投加量进行了优化，工艺Ⅰ中后臭氧浓度为1.75mg/L左右，工艺Ⅱ中预臭氧浓度为0.8mg/L左右，工艺Ⅲ中预臭氧浓度为0.8mg/L左右，后臭氧浓度为1.3mg/L左右，臭氧最佳接触时间均为10min。对中试试验过程中溴酸盐的产生情况进行考察，试验结果表明，长江南京段水源水中溴离子浓度范围为10～25μg/L，各工艺在最佳臭氧投加量的工况下，检出溴酸盐浓度均低于10μg/L。工艺Ⅲ在最佳工况下出水水质最优，对UV254、 CODMn、TOC的去除率分别高达97.43％、82.76％、68.67％。该工艺中预臭氧可显著降低有机物分子量水平，混凝沉淀砂滤主要去除分子量大于3kD的有机物，后臭氧则将大分子有机物进一步氧化为分子量小于3kD的有机物，后者通过生物活性炭滤池得到有效地去除。并将工艺Ⅲ与常规工艺、臭氧生物强化工艺的出水水质进行对比分析，从有机物的去除方面工艺Ⅲ要明显优于常规工艺和臭氧生物强化工艺。　　GC-MS检测结果:长江南京段原水中检出25种微量有机物，有上升趋势，检出物质中以苯环类、脂类、酚类及酮类有机物为主，四类有机物的总量约占总微量有机物的90％以上。原水检出峰总面积为1.51×107，预臭氧出水总面积为1.32×107，砂滤出水总面积为1.12×107，后臭氧出水总面积为7.54×106，生物活性炭滤池1出水总面积为6.36×106,，整个工艺对微量有机污染物的去除率为57.8％。　　通过对6种不同类型的活性炭的碘值和亚甲蓝值进行比较，从中优选出三种活性炭;并从静态吸附试验和动态吸附试验两个方面进行了综合比较，得出压块破碎炭优于柱状炭，柱状炭优于原煤破碎炭。