南水北调工程的实施使原有供水厂面临多水源问题,针对水中有机物污染,活性炭深度处理单元成为了关注重点,因此需根据新水源的水质特性重新建立活性炭滤池使用效能评价体系、优化活性炭滤池技术,提升活性炭滤池出水的化学安全性和生物安全性。论文基于北方J水厂中试基地,选取不同炭龄的活性炭滤柱,进行为期一年的连续运行,对比研究炭龄对水中有机物去除效果的影响,确定活性炭更换周期。并结合小试试验,探究水厂现有工艺单元及顺序变化对活性炭滤池去除效能的影响,优化活性炭滤池耦合前端工艺协同去除有机物技术。最后,构建活性炭滤池反洗新方式——低频超声联用水洗反冲洗,进一步延长活性炭更换周期,提升活性炭滤池出水水质安全性。具体研究结果如下:（1）通过不同炭龄的活性炭运行效能对比,发现2.5年、4.5年炭龄的活性炭滤柱对有机物去除效果差异较小,二者对三氯甲烷的去除效果优于生物膜不稳定的新炭滤柱;高通量测序解析发现,鞘氨醇单胞菌、DSSF69等是优势功能菌,炭龄长的生物多样性更丰富;活性炭滤柱对有机物的去除效果与进水有机物的污染程度相关,当进水溶解性有机物浓度较低时,活性炭滤柱会出现吸附物质逆扩散的现象;活性炭的吸附值和炭龄有一定相关性,但与出水水质无必然联系,基于南水北调水源水质,活性炭更换周期可延长至4～5年。（2）从工艺运行影响出发来考察活性炭的效能,发现采用次氯酸钠预氧化时,3mg/L投加量最优,过量投加次氯酸钠对活性炭的吸附性能有影响,进入炭滤池的次氯酸钠量应越低越好;臭氧—活性炭组合工艺有助于提升水中有机物的去除效果,臭氧—活性炭联用后DOC、UV254以及高锰酸盐指数去除率分别由9.68%、10.12%、14.16%提升至19.39%、26.82%、27.82%。（3）探究活性炭滤池、砂滤池工艺单元顺序变化的影响,发现前置活性炭滤池+石英砂滤池（炭-砂）组合优于石英砂滤池+活性炭滤池（砂-炭）组合,更适用于以南水北调水源为主的水源水,炭-砂组合对DOC、UV254的平均去除率分别为18.19%、32.06%,高于砂-炭组合的14.33%、24.01%,活性炭滤池是有机物去除的主体单元。（4）炭滤池低频超声联用水洗反冲洗技术应用结果表明,超声反洗可以有效提高活性炭对有机物的去除效果,延长活性炭更换周期,降低滤池在进水污染物浓度较低时,出现吸附物质逆扩散现象的风险;超声反洗可有效提高活性炭碘值、亚甲基蓝值,两个滤柱的活性炭碘吸附值分别提高了36.89%、26.89%,亚甲基蓝吸附值分别提高了34.68%、21.05%;同时多次的超声反洗并未对活性炭的强度及均匀系数产生明显影响。活性炭滤池反洗方式可采用超声反洗与普通反洗相结合方式,超声反洗周期根据进水水质可采用1～2月,最佳超声反洗时长为60min。