臭氧生物活性炭工艺已在国内外得到了广泛的应用，而臭氧生物活性炭纤维工艺(O3-BACF)的研究才处于起始阶段，本文通过对比两工艺的试验研究来探讨臭氧结合常规处理阶段对水质指标的去除效果，通过小试试验确定臭氧最佳的投量。探讨了两工艺对原水中氮去除效果及机理研究，探讨了两工艺对有机污染物的去除效果及机理研究，以及O3-BACF出水安全性评价，为O3-BACF工艺在饮用水深度处理中的实际应用提供有益的参考。所得到的主要结论如下： (1)以受污染的某南方湖水为研究对象，通过静态实验确定其适宜的臭氧、活性炭纤维和硫酸铝的投加量。当预臭氧投加量为2～2.5mg/L左右时，臭氧与水接触时间为10min，ACF与Al2(SO4)3联合投加于实验用水中，浊度、UV254.、CODMn的去除效果均好于单独投加ACF。由实验结果来看，投加的臭氧、ACF与Al2(SO4)3之间很有可能发生了协同作用。从经济角度考虑，投加ACF量在40mg/L～50mg/L之间较为合适。 (2)通过小试试验研究，探讨O3-BACF工艺去除微污染原水中氮的变化规律，试验研究结果表明，当反应器进水氨氮浓度低时，会出现氨氮累积现象，BACF柱适应环境能力比BAC柱强。臭氧化工艺对亚硝酸盐氮有着优异的去除能力。当反应器中亚硝化杆菌和硝化杆菌都生长成熟后，炭滤柱出水的亚硝酸盐氮均未检出。两工艺对总氮去除率都在10％以内，但O3-BACF工艺比O3-BAC工艺去除氮效率高些。 (3)通过对O3-BACF工艺和O3-BAC工艺对比试验，探讨两工艺对浊度UV254和CODMn参数的去除效率及机理分析得出，ACF附着微生物比GAC好。原水预臭氧化后水中溶解氧较高，有利于BACF柱发挥生物降解作用。O3-BACF工艺去除浊度、CODMn和UV254等指标都比O3-BAC工艺好。CODMn与UV254去除率相关系数为R2=0.7259。 本试验生物活性炭纤维柱采用气水反冲洗相结合，冲洗次序是先气冲洗后再水冲洗，气冲洗强度为10～12L/㎡·s，冲洗时间为2～3min。水冲洗强度为4～6L/㎡·s，冲洗时间为4～6min，冲洗周期为3～5d为宜。 (4)进水浓度的变化影响O3-BACF工艺对有机污染物的去除效率，当进水CODMn浓度超过4mg/L时，应考虑联合其它工艺。O3-BACF深度处理工艺能有效控制溴酸盐量的生成；臭氧化后水中甲醛浓度升高，但BACF工艺能将甲醛通过生物降解和吸附去除；BACF工艺能有效控制出水细菌数和微生物量，出水生物安全性好。 O3-BACF深度处理工艺中，预臭氧化能提高水中溶解氧、提高原水可生化性，促进生物膜的生长，BACF工艺更好地发挥吸附和生物降解作用。